パワー関連と電源:電池動作機器の電源オンを確実にする2個のトランジスタによるラッチが、電源オンの押しボタンスイッチとして動作する回路を紹介する。これによって、電池で動作する携帯機器の電源オンが確実になる。});図1は、電池動作機器でよく使われる電源オン/オフ回路の例である。pチャンネルMOSFETであるQ1が電源のスイッチとして動作する。電源オンのボタンであるS1を押すと、Q1のゲート電位が低下する。Q1がオンに転じるので、電池の出力電圧がDC-DCコンバーターに入力される。電源オン用のボタン・スイッチをある程度長く押し続けないと、電源が投入されないことがある。電池の出力電圧によって、DC-DCコンバーターは電圧を高く、あるいは低くする。いずれにせよ、マイクロコントローラーに電源電圧VCCを供給する。マイクロコントローラーは電源投入のソフトウエア・シーケンスを経て、汎用入出力ピン(I/Oピン)の1つを論理レベル1に設定する。するとnpnトランジスタQ2が飽和し、電源の投入状態が「確定」する。その後、マイクロコントローラーは電源をオフにする。マイクロコントローラーはI/Oピンの出力を論理レベル0に変化させる。するとトランジスタQ1はオフ状態に戻る。この回路は簡単で信頼性が高い。通常、DC-DCコンバーターの出力電圧が安定になるまでには、何分の1秒かを要する。それからマイクロコントローラーのリセット・パルスが50ms〜200ms程度続く。リセット・パルスのリリース後、マイクロコントローラーは「ハウスキーピング」スタートアップ・コードを実施する必要がある。マイクロコントローラーがI/Oピンを論理レベル1に設定する前にである。この遅延時間は、携帯型機器のユーザーにとって使いづらい。電源オンのボタンを十分長い時間にわたって押し続けないと、電源が入らないからだ。図2は、こういった不安定さを取り除く回路である。この回路には、2個のトランジスタによる簡単なラッチを組み込んでいる。このラッチが、電源オンの押しボタン・スイッチへの入力をオン状態へと切り換える。図1と同様、pチャンネルMOSFETであるQ1は電源のスイッチとして機能する。電源オン用のボタンを押すと、ラッチがその状態を保つ。電源オン用のボタンS1を押すと、npnトランジスタQ4が飽和状態になる。Q4のコレクター電流がR1およびpnpトランジスタQ3のベース‐エミッター接合を通じて流れる。このためQ3が飽和状態になる。Q3がQ4のベース‐エミッター接合に電流の一部を転送し、ラッチ動作を完了させる。この時点でQ3とQ4の両方が飽和している。Q1のゲート電圧は、Q3のベース‐エミッター間電圧とQ4の飽和電圧によって決まる。この電圧は約0.9Vである。マイクロコントローラーは、ラッチの状態を確認する必要はない。電源が投入されてハウスキーピング・スタートアップ・コードを完了した時点で、I/Oピンを論理レベル0にする。後になってマイクロコントローラーが電源をオフにすると決めた場合、I/Oピンを論理レベル1に変化させてから動作を停止する。Q2がQ4をオフに転じ、ラッチを最初のオフ状態にリセットする。R4はQ3の等価入力インピーダンスを下げる働きをする。この回路は、不要な電磁波や静電気放電に対する耐性を向上させる。強い電磁界が加わっても回路がオンしないようにしている。コンデンサーC1と抵抗R5は、押しボタンから静電気放電が入ってきたときにトランジスタQ4とQ2を保護する。携帯型機器の一部は、過放電検出回路を備えている。通常、この回路には基準電圧を備えた電圧比較器を使う。電池の電圧がしきい値を割り込んだ場合に、比較器(通常はオープン・ドレイン型)の出力が低レベルに切り換わる。このタイプの回路を使っている場合は、比較器のオープン・ドレイン出力をQ2と並列に接続できる。して、電池の電圧が低すぎてラッチがオンしてしまうのを防ぐ。Japan臨時増刊として発刊した「珠玉の電気回路200選」に掲載されたものです。著者の所属や社名、部品の品番などは掲載当時の情報ですので、あらかじめご了承ください。Ideas」を1冊にまとめたもの。2001〜2008年に掲載された記事の中から200本を厳選し、5つのカテゴリに分けて収録した。LLC.ITmediaはアイティメディア株式会社の登録商標です。