50Ωの負荷抵抗に設定値以上の電圧が掛からないようにするものです。この回路定数で、4.2V以上の電圧が加わった時、出力電圧が0になります。入力電圧は無制限に高くは出来ず、素子の耐圧や許容損失の制限を受けます。この回路では実験により、4.2V〜30Vの範囲で遮断を確認しています。4.2Vの閾値は定電圧ダイオードに依存しますが、定電圧ダイオードはバラツキが大きく、正確な遮断電圧を決定するのは困難ですので、精密さを必要としない用途に使用します。回路の定電圧ダイオードはRD5.1Eですが、立ち上がりが甘く、もう少し低い電圧から電流が流れ始めます。その際、トランジスタのHFEや、4.7KΩと5.6KΩの値によっても、閾値は若干、影響を受けます。この回路の負荷電流は50mA〜80mA程度ですが、もっと電流を流したいときは、さらにチャンネル抵抗の低いFETを使用します。パラに接続してチャンネル抵抗を下げるという方法もあります。低電圧側ではFETのゲートON電圧の影響を受けます。2SJ377はゲートに−2V掛けなければONしません。今回の実験データを下に示します。FETのゲート耐圧以上の電圧を印加することが出来ません。U検出精度を上げる前出の回路では電圧基準に定電圧ダイオードを使いました。悪く、2V程度から、わずかに電流が流れ始めます。流れる電流によって電圧が変化してしまいます。定電圧ダイオードもトランジスタも温度特性があります。遮断電圧を計算で求めるのは困難で、カットアンドトライとなってしまいます。今回は基準電圧を温度特性のの良い基準電圧ICにし、差動回路でトランジスタのVBE温度特性を打ち消しています。この基準電圧ダイオードは20uAあれば動作します。回路中の定電圧ダイオードRD5.1Eは保護用で、過電圧が10V以上になったとき、回路図のQ3のエミッタ→ベース→Q2のコレクタ→エミッタ→Q1のエミッタ→ベース→LM385という短絡経路が発生します。Q1のベースエミッタ接合は9V程度の逆電圧でブレークダウンしてしまいます。この状態を避ける為に入れてあります。過電圧の最大値が5V程度であれば省くことが出来ます。動作できる素子は種類が限られます。一般的に入手出来る基準電圧ICは1.2Vが最低電圧ですので、遮断電圧はこれ以上となります。これ位の電圧でON出来、尚かつ内部抵抗の低いP−MOSを探したところ秋月で販売しているチップFETが目に留まったので購入しました。チャンネル抵抗が0.1Ω以下で4A流せるものです。その代わりにゲート耐圧が±8V、ドレイン耐圧が20Vと低いものです。遮断電圧は8V以下、過電圧は20V以下にしなければなりません。今回は遮断電圧を1.5Vとしてみました。10回転の可変抵抗で1.35〜2V程度まで可変可能です。負荷電流による電圧降下でON→OFF、OFF→ONにはヒステリシスが若干あるので設定には0.1V程度の余裕を見たほうが良いと思います。負荷抵抗として5Ωの抵抗を接続したので1.5Vの時300mA近い電流が流れます。下表は入出力特性のデータです。入力電流は回路の消費電流を含んでいますが、通過領域の消費電流は1mA以下です。過電圧で出力が遮断されると徐々に消費電流が増え、19Vでは消費電流が25mAまで増加しますが負荷電流は0のままです。通過領域では40mV程度の電圧降下がありますが、負荷電流が少なければもっと小さくなります。上記のデータをもとに入出力特性のグラフを書いてみました。「電子回路」のトップ。