トランジスタ技術SPECIAL（No.143）

　ICや電子部品がよりどりみどりの時代になりました．インターネットの普及で，部品の詳しい使い方や応用のための情報も無料で手に入ります．
　しかし，確実に動作する回路を設計できるのは，部品やICのくせを知りつくし，豊富な失敗の経験をもつベテランの技術者だけです．
　最近のデバイスは良くできていて，マニュアルどおりに作ればそこそこ動作します．しかし，出荷直前になってから予期しなかったトラブルに見舞われて，身動きがとれなくなることが多いようです．このような事態を回避するには，教科書やデータシートにはない，実務で通用する知識を先達から学ぶのが近道です．
　本書では，信頼性の高い「もの作り」に欠かせない電子回路設計の実践ノウハウを，ベテラン技術者からの「ベスト・アンサ」として解説します．

第1章　増幅回路
Q1　反転増幅回路と非反転増幅回路はどう違う？
Q2　OPアンプの選び方を知りたい
Q3　差動入力タイプのA-Dコンバータ用プリアンプはどのように設計すればいいの？
Q4　多重帰還アンプの方形波応答に大きなオーバーシュートが出る．どうすればいい？
Q5　低雑音OPアンプを使ったのに増幅回路のSN比が悪い．なぜ？
Q6　増幅器の信号が出なくなった
Q7　位相補償容量の値をいくら増やしてもゲインが安定しない
第2章　フィルタ&発振回路
Q1　ローパス・フィルタの定番回路を知りたい
Q2　アクティブ・フィルタでバンド・パス・フィルタを作ったが，計画通りの特性が得られない．なぜ？
Q3　ディジタル・フィルタの「FIR型」と「IIR型」は何が違う？
Q4　T型とπ型のフィルタの使い方を知りたい
Q5　タイマIC555のバイポーラ版とCMOS版は何が違う？
Q6　OPアンプによる方形波発生回路の発振周波数が計算値より大幅に高い
Q7　サレン・キー型ローパス・フィルタの高域周波数特性が単調に減衰しない
第3章　電源回路
Q1　電源回路を作るときはスイッチング方式とリニア方式，どちらを選べばよい？
Q2　スイッチング電源に使える整流用ダイオードを知りたい
Q3　DC-DCコンバータにPチャネルMOSFETがあまり使われないのはなぜ？
Q4　スイッチング電源に使うインダクタは，ドラム型とトロイダル型でどう使い分けるの？
Q5　ヒューズの選び方を知りたい
Q6　交換が要らない自動復帰型ヒューズ「ポリスイッチ」の選び方を知りたい
Q7　トランスって何？
Q8　大電流を低抵抗器で検出するときの注意点は？
Q9　AC電源回路でのインダクタの役割は？
Q10　電源入力平滑回路に使うコンデンサを選ぶときの注意点は？
Q11　電源出力平滑回路に使うコンデンサを選ぶときの注意点は？
Q12　正負電源を3端子レギュレータで作ったが，片方の出力が出ない
Q13　出力コンデンサ容量が大きいせいか，起動しない
Q14　電源負荷としてDC-DCコンバータを接続すると起動しない
Q15　DC-DCコンバータのスイッチング周波数に同期したノイズが回路に混入する
Q16　電源からノイズが混入する
Q17　3端子レギュレータICの発熱が大きい
Q18　入力ラインにフィルタを入れると発振する
Q19　入力にフィルタを挿入しリモート・センシングすると発振する
Q20　ケースに触れるとビリビリと感電する
Q21　電源投入時にチャッタリングが発生する
第4章　計測回路
Q1　4端子の高感度センサが出力するアナログ信号を増幅する方法を知りたい
Q2　アナログ信号の切り替えに使える半導体スイッチについて知りたい
Q3　電流を測るセンサについて知りたい
Q4　AC-DCコンバータ回路のダイオードを変えたら直線性が悪くなった
Q5　OPアンプ出力が振り切れたまま動かない
Q6　ひずみゲージ・センサの測定値が大きくドリフトし，安定しない
Q7　積分回路のリセットに使ったアナログ・スイッチが壊れる
第5章　オーディオ回路
Q1　高い周波数のひずみ率が急増する
Q2　中・低域周波数のひずみ率が大きい
Q3　雑音ひずみ率が不規則に変化する
Q4　クロスオーバーひずみが極端に多い
Q5　D級アンプの出力が飽和すると異常な波形になる
Q6　D級パワー・アンプの低音が出ない
Q7　ボリュームを回すと「ガサッゴソッ」という不快な音が出る
Q8　2つのアンプをケーブルでつなぐと，ハム雑音が出る
Q9　低周波雑音の大きさが不規則に変動する
Q10　パワー・アンプが発振し，回路部品が発火した
Q11　パワー・アンプが誤動作し，スピーカに直流が流れる
Q12　オーディオ・パワー・アンプの位相補償容量をいくら増やしても，方形波応答にリンギングが出る
Q13　ミューティング回路の動作がおかしい
Q14　性能改善を試みてもSN比が悪い，不要輻射対策の効果が見られない
第6章　ディジタル回路
Q1　伝送波形が歪んで通信状態が不安定になる
Q2　クロック源の異なる回路からのデータ転送に失敗する
Q3　CMOS標準ロジックICで製作した回路の消費電流が多い
Q4　CMOSロジックが同居したアナログ回路にノイズが混入し，消費電力が多い
Q5　HDLソースのミスはないはずなのに，実デバイスにプログラムすると動作しない
Q6　FPGAとマイコンを組み合わせた回路が正常に始動しないことがある
第7章　伝送回路
Q1　配線を長いものに交換したら，ノイズが載って正しく信号を伝送できなくなった．どうすればいい？
Q2　ノイズの発生メカニズムと対策を知りたい
Q3　マイコンの定番シリアル・インターフェース「I2C」と「SPI」の使い分けを知りたい
Q4　「絶縁したまま伝送するならフォトカプラ」と言われたが，同じような機能を持つ新しい部品はあるの？
Q5　初めて無線機を設計するが，AMとFMの違いを知りたい
Q6　アナログ変調とディジタル変調は何が違う？
Q7　ラズベリー・パイと手作り基板を多芯ケーブルでつなぎたい．どんなケーブルを使えばいいの？
Q8　家庭用の同軸ケーブル（75Ω）はRF系回路の測定器に使えるの？
Q9　OPアンプの出力端子にケーブルをつなぐと発振する．なぜ？
Q10　2つのグラウンド間に，数十Vの電位差が発生してしまう
Appendix 1　アナログ回路のトラブル対策…原因追及と対策の手順
Appendix 2　オーディオ回路のトラブル対策…原因追及と対策の手順
Appendix 3　ディジタル回路のトラブル対策…原因追及と対策の手順

第2部　電子回路によく使われる基本部品のベスト・アンサ

第8章　抵抗器のQ＆A
Q1　「カラー・コード」って何？
Q2　角形チップ抵抗器の表示はどのように読むの？
Q3　負荷軽減（ディレーティング）曲線って何？
Q4　抵抗器の電極間にはどのくらいの電圧を印加できる？
Q5　抵抗温度係数（T.C.R.）とは？
Q6　ゼロ・オーム抵抗器とはどんな抵抗器？
Q7　抵抗器でどのように電流値を検出するの？
Q8　抵抗器の周波数特性について知りたい
Q9　パルスに強い抵抗器とはどんなもの？
Q10　高精度な抵抗器とはどんなもの？
Q11　相対精度を保証した高精度複合抵抗器はどんなメリットがある？
Q12　チップ抵抗器の温度上昇を抑えるにはどうしたらいい？
Q13　リニア正温度係数抵抗器とはどんな抵抗器？
Q14　「電蝕」ってどんな現象？
Q15　「硫化」ってどんな現象？
Q16　可変抵抗器を選ぶには，形と抵抗値が合っていればいいの？
第9章　コンデンサのQ&A
Q1　「セラミックス」って何？
Q2　セラミック・コンデンサの構造を知りたい
Q3　セラミック・コンデンサの長所と短所は？
Q4　セラミック・コンデンサをはんだ付けするときの注意点は？
Q5　セラミック・コンデンサにはどんな種類があるの？
Q6　アナログ回路に使うコンデンサの選び方を知りたい
Q7　ディジタル回路に使うコンデンサの選び方を知りたい
Q8　セラミック・コンデンサには漏れ電流が流れるの？
Q9　セラミック・コンデンサに寿命はあるの？
Q10　自動車用と一般機器用では，コンデンサはどう違う？
Q11　耐圧を超えた電圧を加えるとどうなる？
Q12　中高圧用コンデンサを使ったところ，実際の容量が公称値より小さいようだ．なぜ？
Q13　アルミ電解コンデンサの構造を知りたい
Q14　アルミ電解コンデンサの極性を間違えると何が起きる？
Q15　アルミ電解コンデンサにはどんな種類があるの？
Q16　アルミ電解コンデンサから液のようなものが漏れているが大丈夫？
Q17　アルミ電解コンデンサの仕様書に記載されている寿命は，故障率から考えると短すぎるのでは？
Q18　アルミ電解コンデンサをできるだけ長期間使うにはどうしたらいいの？
Q19　高密度実装時の注意点は？
Q20　時定数回路に使うコンデンサの選び方を知りたい
Q21　急速充放電回路に使う場合の注意点は？
第10章　インダクタのQ＆A
Q1　「コイル」と「インダクタ」はどう違う？
Q2　インダクタンスは何によって決まる？
Q3　直流と交流を流したときではどのように違う？
Q4　周波数が高くなるとインピーダンスはどうなる？
Q5　インダクタの種類を知りたい
Q6　ノイズ対策部品のビーズとインダクタの違いは？
Q7　定格電流はどうやって決めているの？
Q8　インダクタの用途による分類を知りたい
Q9　電気的特性にはどんな項目があるの？
Q10　直流重畳特性とはどんな特性？
Q11　温度特性や直流重畳特性の入手方法を知りたい
Q12　インダクタの実装上の注意点を知りたい
第11章　発振子のQ＆A
Q1　セラミック発振子と水晶振動子の違いを知りたい
Q2　水晶振動子に関する用語を知りたい
Q3　水晶振動子を使ったCMOS水晶発振回路とはどんな回路？
Q4　水晶発振回路の負荷容量って何？
Q5　負荷容量と発振周波数の関係を知りたい
Q6　水晶発振回路の負性抵抗って何？
Q7　負性抵抗は周波数によって変わる？
Q8　CMOSインバータ水晶発振回路の設計ポイントは？
Q9　セラミック発振子の動作原理を簡単に知りたい
Q10　セラミック発振子にはどんな種類があるの？
Q11　セラミック発振子の振動モードにはどんな種類があるの？
Q12　発振回路の構成と回路定数の役割について知りたい
Q13　回路定数の決め方について知りたい
Q14　発振回路に使うコンデンサはどんな特性のものがいいの？
Q15　発振回路に使うインバータはどんなものを選べばいいの？
Q16　異常発振の原因と対処方法を知りたい
Q17　発振停止の対処方法を知りたい
Q18　発振波形の確認方法を知りたい
Q19　基板のアートワーク上の注意点を知りたい
Q20　セラミック発振子のはんだ付けの注意点を知りたい
第12章　パワー・サーミスタのQ＆A
Q1　パワー・サーミスタって何？
Q2　なぜ突入電流を抑制する必要があるの？
Q3　パワー・サーミスタはどの程度の電源に使用できる？
Q4　部品選定はデータシートのどこを見ればいいの？
Q5　パワー・サーミスタに必要な抵抗値はどのように算出するの？
Q6　データシートにない最大許容コンデンサ容量の求め方は？
Q7　基板温度を下げるにはどうしたらいい？
Q8　パワー・サーミスタの最大許容電流を増やすことはできる？
Q9　低温時に電源が起動しない．どうすればいいの？

▲本書の各記事は，「トランジスタ技術」に掲載された記事を再編集したものです．
　

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