トランジスタの利用（バイポーラトランジスタとFET）

デジタル屏風では音楽に光が連動する光音競演コンピュータの開発を行っています。お客様困り事を解決する新製品を開発するため音響機器の開発をしています。

音の波長に応じてハイパワーLEDの光の色を変える光音競演コンピュータでは、ハイパワーLEDを光らせるためにFET（Field　Effect　Transistor）を使っています。これはハイパワーLEDを光らせるため、約200mAの電流を流すためです。ハイパワーLEDに色の指示を行っている手のひらサイズのコンピュータArduinoでは、20mA以下の電流しか流すことができず、LEDを流す回路はArduinoとは別にする必要がありました。

今回新たに音響機器を開発するに当たって、「電子工作大図鑑」（伊藤尚未著）のペンケーススピーカーを参考にしました。この作品は自分の好きなスピーカーと組み合わせることができるだけではなく、スピーカーから出力される音量に応じてLEDを光らせる仕組みを持っていることです。この機能は是非実装したいと思いました。

本作品では、スピーカーに出力する電流をバイポーラトランジスタ２SC1815（秋月電子で購入。１個１０円）を使って電圧と電流を増幅しています。この作品を参考に筆者もステレオアンプと組み合わせて作ってみました。左がバイポーラトランジスタ２SC1815。右がMOSFET（秋月電子で購入１個５０円）。

まずはトランジスタなしの電流で砲弾型LEDが光るかどうかを試しましたが、だめでした。砲弾型LEDを光らせるためには相応の電流と電圧が必要でそれが得られないようです。

ここで今回使用するバイポーラトランジスタとFETの違いについて気になりました。「電子回路が一番わかる」（清水暁生著）によると、バイポーラトランジスタは入力電流が必要なのに対して、FETの場合はほとんど電流を必要とせず、電圧で制御できるということが違いのようです。そしてバイポーラトランジスタもFETも接地回路によってその機能が異なることも紹介されています。上記ペンケーススピーカーでは、バイポーラトランジスタをエミッタ接地回路で使用しています。この場合には、電圧と電流の両方を増幅できるのです。一方光音競演コンピュータで使用しているFETは、ドレイン接地回路というものであり、電圧増幅度は低（約１倍）で、電流増幅度は「－（該当しない）」ですが、出力抵抗を低くするとあります。これにより重い負荷を駆動できるとあります。

低電流で動作する砲弾型LEDと高電流が必要なハイパワーLEDの双方の用途と、それぞれの使用環境で適切な部品の選定が必要となります。