仮想GNDを作ってみた！

その2　熱暴走を止めろ！

さて、回路自体はすぐ出来たのですが、すぐ熱暴走です。まあ、想定内でしたが・・・ さて、ダイオードと熱結合でもしますか・・・

せっかくなので、熱暴走の原理でも軽くお話しします。 そもそも、この回路のダイオードD1、D2の役割とはトランジスタQ1、Q2のバイアス電圧を稼ぐためです。 バイアス電圧というのは、トランジスタが動作するために必要な電圧のことです。

この回路ではダイオードの順方向電圧（ダイオードが順方向。 つまり、アノード→カソードで電流が流れたときに生じる電圧降下のことで約0.65[V]）を利用してバイアス電圧をかけるわけです。

早速ですがトランジスタの Ic-Vbe 特性を見てみましょう。 Vbe が増加していくとある電圧からコレクタ電流 Ic が流れ始めます。先ほどの動作するために必要な電圧とはこの電圧のことです。 室温程度 25℃ では 0.65[V] 程度であることをご確認ください。また、Ic-Vbe 特性が温度に依存するのがおわかりいただけますでしょうか？ 具体的に言いますと同じ Ic を流すために必要な Vbe は、温度が上がると減少し、温度が下がると増加します。

これを実際の回路で見てみましょう。

ダイオードのの順方向電圧はトランジスタの Vbe にバイアス電圧として印加されますので、 あとちょっとでも Vbe が増えれば Ic が流れ出す、絶妙にちょうど良いバイアス電圧になっているわけなんです。

さて、そううまい話ばかりでは無いのが現実の世界です。 電流が流れれば当然、熱が発生します。先ほどのIc-Vbe 特性を思い出しながら脳内でシミュレートしてみましょう。

とループするわけです。その結果トランジスタの Ic は増え続け・・・ピチューン！！というわけですね。 これを「熱暴走」といいます。

これを抑制する方法が「熱結合」です。 実はダイオードの順方向電圧もトランジスタと同じ性質を持っています （というか、トランジスタのベースエミッタ間もダイオードです）。

これは、ダイオードの順方向電流と順方向電圧の関係で、トランジスタの Ic-Vbe 特性に相当するものです。 縦軸が順方向電圧 Vf です。トランジスタ同様に、温度が上昇することで Vf が減少する様子がわかります。

さて、この回路のバイアス電圧はダイオードの順方向電圧 Vf です。 ということは、トランジスタとダイオードが一緒に暖まれば・・・

あれあれ？　うまくいきそうですよね？
どうやるか？

簡単です、くっつけるんですよ！物理的にｗ

こうやって、エポキシ系の接着剤で、トランジスタとダイオードをくっつけます （ダイオードとトランジスタのベースは先に半田付けしておきました）。 これを「熱結合」といいます。 パッケージ越しではありますが、ゆるーいフィードバックがかかるんですね。

さあ、成果ですが 30[mA] 程度であればヒートシンクなしでも触れる程度の温度で安定します（50℃程度でしょうか？）。 もちろん、ヒートシンクにつければ、50～60[mA]くらいは軽く行けそうです。

うーん、今日は評価まで出来ませんでした・・・
次回こそは、実際に回路を評価していきたいと思いますよ！

うーん、良い具合に暖まってますな・・・ｗ

打倒 LME49600 の 550円！ｗ

しめて 130 円なり！　まだ、全然安いぞ！ｗ

ちなみに私のお気に入り、「アラルダイト ラピッド」です。 2液式で無駄なく使えますし、急速硬化タイプなのが使いやすいです。