このインストラクターは、いくつかの抵抗、電圧源、そしてトランジスタを使って優れた電圧源を作る方法をあなたに教えるでしょう。最小限のエレクトロニクスの知識だけで十分です。
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ステップ1：モチベーション
簡単に言えば、我々は考えることができます 電圧 回路内のエネルギー源として（より具体的には、電位差）。あなたの負荷が何であれ（iPhone、スピーカーなど）、あなたはそれが機能するために電圧を供給する必要があるでしょう。
あなたが電圧源を持っているとしますが、それは調整可能ではなく、あなたの負荷はより小さな電圧を必要とします。これを直す最も簡単な方法は2つの抵抗のセットを使うことです。 分圧器。分圧器がどのように機能するのかを知っていれば、電子回路の大部分がどのように機能するのかがわかります。
ステップ2：分圧器のしくみ - 例
分圧器は、入力電圧の一部を出力することによって機能します。この割合は、2つの抵抗間の関係によって決まります。 キルヒホッフの法則 ある入力電圧Vinと2つの抵抗R1とR2からなる回路では、R2の両端で消費される電圧は
Vin * R2 /（R1 + R2） .
R2と並列に負荷を接続すると、R1とR2の値を適切に選択して、どんな電圧（Vin未満）でもかまいません。
例えば、Vinが15ボルトでR1とR2が両方とも100オームの場合（添付ファイルのように） 分圧器.pdf ）、Ｖｏｕｔ ＝ １５×（１００）／（２００）＝ ７．５Ｖである。したがって、固定の１５Ｖ電源から７．５Ｖの出力を得ることができる。
ステップ3：電圧源としての分圧器の問題（またはサグの概要）
の テベニン抵抗 分圧器の（これは電圧源の内部抵抗と考えることができます）
R1R2 /（R1 + R2） .
分圧器を構築してそれを電圧源として使用するだけで十分簡単ですが、1つの大きな問題が発生します。負荷両端の実際の電圧は、負荷の抵抗にかなり依存することがわかります。
負荷抵抗に対する電圧のこの依存性は、 たるみこれは電圧源にとっては望ましくない。理想的には、抵抗値に関係なく、負荷の両端に一定の電圧がかかるようにします。ただし、負荷を接続するときは、負荷抵抗とR2を並列に考慮する必要があります。これらの抵抗を追加するには、単純に次の式に従います。
1 / Req = 1 / R2 + 1 / R3 ,
ここで、1 / R3は負荷の抵抗です。実際の分圧器を構成するのはこれら2つの抵抗の等価抵抗であるため、これによって2つの抵抗を加算することができます。この2つを念頭に置いて、小さな負荷で分圧器がどれだけ低下できるかの例を見てみましょう。
以前と同じ抵抗があるとしましょう。ただし、今回は10オームの負荷を追加します。分圧器内の100オームに等しい2番目の抵抗の代わりに、並列抵抗を考慮に入れ、Reqを抵抗として使用する必要があります。
10オームと100オームの抵抗を並列に接続すると、等価抵抗は9.09オームになります（1/10 + 1/100 = .11、1 / .11 = 9.09）。これを分圧器の2番目の抵抗として使用すると、9.09 / 109.09 * 15 = 1.25 Vを出力する分圧器が得られます。これは、必要な7.5ボルトよりかなり低い値です。
私たちが最終的に望むものは 硬い 負荷抵抗に関係なく、電圧源、または電圧出力を変更しないもの
ステップ4：トランジスタが問題を解決 - エミッタフォロワ
この問題に対する良い解決策は、と呼ばれる特別な回路です。 エミッタフォロワr。エミッタフォロワは入力電圧（同じソースから来ていてもいなくてもよい）で構成されています。 ベース そして コレクタ 我々が呼ぶものの トランジスタトランジスタの出力電圧（そして最終的には負荷） エミッタ.
トランジスタを扱うときに知っておくべき2つの主な経験則があります。
1. エミッタ電圧は常にベース電圧から0.6 Vの電圧降下を引いた値になります（これはベースをエミッタに接続するダイオードのためです）。
2. エミッタからの電流は常にコレクタからの電流に等しく、これはベースからの電流の約100倍です。 （ これにはいくつかの制限があります。コレクタソースがそのレベルに電流を維持するのに十分な電圧を出すことができない場合、あなたの負荷はあなたがそれを与えようとしている電圧を得られません。また、コレクタからの電圧は常にベースからの電圧より約0.2 V高くなければなりません。さもなければ、トランジスタは壊れるでしょう。）
一見すると、エミッタホロワは無用な回路のように見えます。私達の出力電圧は私達がトランジスターを通って行くことを失う0.6ボルトを単に引いた私達の入力電圧です。
しかしながら、エミッタホロワは、我々の電圧源を「強化する」（すなわち、たるみを減らす）という点で非常に有用であり得る。理想的には、電圧源の内部抵抗は最小であり、私達の負荷抵抗は最大です。これは、大きな抵抗値を持つ「好みの」電圧源、および低い内部抵抗を持つ「好みの」電圧源であると考えることができます。
エミッタとベースの間の電流の差が100倍であるということは、私たちの電圧源の抵抗（この場合は分圧器のテブナン抵抗と呼ばれるものです）が負荷に対して100倍小さいことを意味します。たるみの問題で！
前の例をもう一度見てみましょうが、今度はエミッタフォロワの電圧源を使用します。 Ｖｏｕｔ ＝ Ｖｉｎ ＊（Ｒｌｏａｄ）／（Ｒｌｏａｄ ＋ Ｒｔｈ ／ １００）＝ １５ ＊（１０）／（１０ ＋ ５０ ／ １００）＝ １５ ＊（１０）／（１０．５）＝ １４．２８Ｖである。
ステップ5：気の利いた電圧源（または少なくとももっと良くなったもの）
ここに表示されているこの回路は、負荷を通過する最大電流（25 mA）でわずか5％だけ低下する堅い5V電流を供給するものです。これらは一般的に、あなたが電力を供給することになるであろうほとんどの回路にとって良い数です、そして、数はあなたの必要性に合うようにそれに応じて変えることができます。エミッタからの2番目の抵抗は負荷が急上昇するのを防ぎます。 2番目の抵抗が設計に影響を与えないようにするには、その抵抗を負荷の抵抗よりもかなり高くします（これが意味を成さない場合は、並列抵抗の式を参照してください）。
