.. _motor_drive_switch_with_FET_text:

FETによるモータ駆動
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はじめに
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スイッチによるモータ駆動
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モータをスイッチで制御する場合，図1の(a)か(b)の形となる．ちなみに(a)および(b)において，左が回路図，右が電池を想定した例である．図をみて分かるように，スイッチをオンにするとモータが動き，オフにするとモータが止まるものである．(a)と(b)の違いはモータの前にスイッチがあるか後にスイッチがあるかの違いである．この場合，両者に違いはない．

.. figure:: fig/hand-switch-motor-driven.png
   :width: 600px
   :align: center
   :alt: motor control with switch

   図1. スイッチでモータ制御


電気信号で操れるスイッチ一覧
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モータの制御を考えると，PC・マイコンの出力ポートをモータにつなぎ，直接ON/OFFを行うのが一番簡単である．つまり，PC・マイコンにスイッチになってもらう方法である．ただし，一般的にはPC・マイコンの出力ポートを直接モータ等に繋げることはしない．

その理由は，「電気の使い方」が違うからである．モータを駆動させるためには電力としての電流が必要であり，電力の量(特に電流の量)が行う仕事量となる．一方，モータの動きを制御するPC・マイコンなどは演算を行う機械であり，信号レベルの電流を扱う．演算結果は電力には必ずしも比例せず，特に速さは電圧・電流が少なければ少ないほど早い傾向にある．このように一般的には，電力としての電流は大電流が必要であり，信号としての電流は流れなければ流れないほどよい．そのため，PC・マイコンの出力ポートも信号としては5V(1,High)，0V(0,Low)などを出力できるが，実際に5V駆動のモータを動かすだけの電流を出力できないことが多い．

そこで，PC・マイコンからの出力信号をもとに大電流を制御する部分が必要となってくる．このスイッチの役割を果たす部分としては以下のものがある．

* リレー
* トランジスタ(バイポーラトランジスタ)
* 電解トランジスタ(FET)

ここでは主にFETに注目する．FETによって，信号レベルの入力に応じて大電流のON/OFF制御を実現することができる．


FETの基礎知識
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詳しくは :ref:`FET_text` を参考のこと．


アバウトな等価回路
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.. include:: equivalentCircuit.number
.. include:: equivalentCircuit.subrst


MOS FETの図記号
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.. include:: symbolMOSFET.number
.. include:: symbolMOSFET.subrst


MOS FETの基本的な使い方
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.. include:: basicUsageMOSFET.number
.. include:: basicUsageMOSFET.subrst


MOS FETの基本的な回路
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.. include:: basicCircuitMOSFET.number
.. include:: basicCircuitMOSFET.subrst


V\ :sub:`gs`\ (信号電圧)の決め方
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.. include:: valueVgs.number
.. include:: valueVgs.subrst


R1の決め方
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.. include:: valueRgate.subrst

R2の決め方
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.. include:: valueRgs.subrst


FETによるモータ駆動実験
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回路図
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各自作成してみよう．

使用部品一覧
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.. csv-table:: 部品一覧
   :header-rows: 1

   "部品名", "個数", "備考"
   "ブレッドボード", "1", "ジャンパワイヤも"
   "電子部品", "必要分", "抵抗，コンデンサ，FET(2SJ334, 2SK2232)"
   "モータ", "1", "マブチモータなど"

ブレッドボード上で実装
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各自作成してみよう

回路の駆動テスト
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* モータを繋げ，入力に応じて動いているか確認する．
* たまにICを触って熱くなっていないか確かめる．

  * 熱くなっていると，短絡などおかしい可能性が高い．