エレクトロニクスII第8回2003.11.28.pptVIP

エレクトロニクスII第８回バイアス回路実用エレクトロニクス：ディスプレイ(2)LCD2003.11.2８ 佐藤勝昭 前回の問題　動作点を決めよう 図(a)に示すベース特性、図(b)に示すコレクタ特性をもつトランジスタの動作点を決めたい。電源電圧VCC=10Vとする。 1. いま、R1=0.25M?として、ベース電流Ib[?A]とベース?エミッタ間電圧VBE[V]の間になりたつ関係式を書け。 2. 図(a)に負荷線を書き込み、動作点VBE[V]、Ib ?[A]を決めよ。 3. いま、R2=0.5k?として、コレクタ電流Ic[mA]とコレクタ?エミッタ間電圧VCE[V]の間になりたつ関係式を書け。 4. 図(b)に負荷線を書き込み、動作点VBE[V]、IC[mA]を決めよ。 問題解答コーナーベース回路の動作点を決める R1ib+VBE=Vcc Ib=VCC/R1-VBE/R1 =10/0.25-4VBE =40-4VBE [?A] VBE=0のときIb=40,VBE=1のときIb=36として負荷線をひく Ib-VBE特性との交点から Ib=37[?A], VBE=0.77[V] 問題解答コーナーコレクタ回路の動作点を決める R2iC+VCE=VCCiC=VCC/R2-VCE/R2 =10/0.5-VCE/0.5 [mA] =20-2VCE Ib=37[?A]に対応するiC-VCE特性を内挿する 交点よりiC=7.4[mA],VCE=6.3[V] 実用エレクトロニクスコーナー第4回TVシステムとディスプレイ（4）液晶ディスプレイ(LCD) 液晶を光スイッチとして使用 直交偏光板ではさんだ液晶内での偏光の伝搬 電界印加により液晶分子の配向を制御 ＴＦＴ(薄膜トランジスタで各画素のRGBを個別に選択制御)：アモルファスSiから多結晶Siへ 利点：薄型、省電力、高精細度、ちらつきがない 欠点：視角依存性、バックライト必要、大画面に問題 液晶とは ●液晶は、液体と固体の中間的物質 1888年：液晶を発見：ライニツァー(オーストリアの植物学者) 「液晶」とは、固体と液体の中間にある物質の状態（イカの墨や石鹸水など）を指す。 ディスプレイへの応用：1963年ウィリアムズ(RCA社), 液晶に電気的な刺激を与えると、光の透過が変わることを発見。 1968年：ハイルマイヤーら(RCA)、この性質を応用した表示装置を試作→液晶ディスプレイの始まり。 ディスプレイの材料としては不安定で商用として問題あり 1973年：シャープより電卓(EL-805)の表示として世界で初めてLCDを応用。 1976年：グレイ教授（英国ハル大学）が安定な液晶材料（ビフェニール系）を発見。 液晶分子の配向と電界制御 液晶分子の配向 配向剤を塗布、ラビング。分子をラビング方向に配列 電界による配向制御(液晶分子は電気双極子) 液晶ディスプレイの構造 カラー液晶ディスプレイの構造は、構成要素が層状になっている。 1－偏光フィルター ：出入りする光をコントロールする。 2－ガラス基板 ：電極部からの電気がほかの部分に漏れないようにする。 3－透明電極 ：液晶ディスプレイを駆動するための電極。表示の妨げにならないよう透明度の高い材料を使う。 4－配向膜 ：液晶の分子を一定方向に並べるための膜。 5－液晶 ：ネマティック液晶 6－スペーサー ：液晶物質をはさむ2枚のガラス基板に、均一なスペースを確保する アクティブ?マトリックス X電極が、各画素に付いたアクティブ素子をON／OFFする。 ON状態にあるアクティブ素子は、そのままの電圧を保ち、Y電極と通じることができる。 Y電極に電圧をかけ、ON状態にある目的の画素を点灯させる。 TFT (thin film transistor) 各画素(Pixel=picture element)の色や明るさを独立に制御するため、画素ごとにトランジスタをつけ、液晶にかかる電圧を制御している。このトランジスタは、ガラスの上に堆積した薄膜を用いているので薄膜トランジスタ(TFT)と呼ぶ。 材料としては、アモルファスシリコンが使われたが、最近では、多結晶シリコンが主流になりつつある。 TFTアクティブマトリクスLCD トランジスタの主なバイアス回路(教科書p.30) トランジスタを動作させるには、予め電流を流さねばならない。 しかし、温度変化により動作点が移動したり、回路が不安定になったりする。熱暴走 自己バイアス回路 電流帰還型バイアス回路（安定なバイアス回路） ブリーダ電流バイアス回路（最も安定なバイアス回路） 熱暴走が起きるわけ トランジスタの温度が上昇→コレクタ電流が増加→コレクタ