トランジスタの基本的な使い方を教えてください。以下の工作キットを買いました。説明書を読んで機能はわかりましたが、２つの抵抗の計算の方法がわかりません。どのように計算しているのでしょうか？

トランジスタの場合、B→Eの矢印は「ダイオード」だと考えてください。

また、ダイオードには「順方向電圧降下」という性質があり、「ダイオードに電流を流すと電流に拠らず一定の電圧が下がる」と覚えてください。シリコンだと大体0.6V下がります。

抵抗は流れる電流に比例して電圧降下(V=IR)しますが、ダイオードは一定の電圧(0.6V)しか下がりません。

トランジスタのスイッチ機能を使う場合は結構単純で,NPN形の場合

１．B(ベース)-E(エミッタ)間の電圧が0.6Vを超えた場合、C(コレクタ)→E(エミッタ)間に電流が流れる

２．C→E間を流れる電流はB→E間の電流(ベース電流)のhFE(電流増幅率)倍になる

というのが原則です。

NPN型のトランジスタは(C)N←(B)P→(E)Nなわけです。通常、C-B間は逆方向のダイオードのため電流は流れませんが、B→Eの順方向ダイオードに電流を流すと、それに比例(hFE倍)してC→E間に電流が流れるというのがトランジスタの増幅機能です。

以下、トランジスタをスイッチとして使う場合の考え方です。

ダイオードの場合、ある電圧までは電流が流れず、その電圧を超えると一気に電流が流れます。

例えば０・６Ⅴまでは電流が流れず、それを超えると大量に流れます。

トランジスタの場合

１．B→Eに電流が流れない場合、C→Eも電流が流れない

２．B→Eに電流が流れる場合、C→Eも電流が流れる。

というスイッチ機能があります。

C→Eに電流を流すためにはB→Eに例えば0.6V以上の電圧をかけてやればいいのです。

それでは回路を見てみます。

まず左のトランジスタ　2SC2021のBの電圧を考えてみます。

CDS(カドミュームセル)は光が当たると抵抗値が変わる素子です。

CDSの抵抗値をrとすると４７ｋΩとrで分圧された電圧が、左のトランジスタのBにかかっています。

その電圧はr×3V/(47kΩ＋r)です。

この電圧が0.6Vを超えたときに左側のトランジスタはONになってC→E間に電流が流れます。

47kΩの抵抗値は何となく適当という気もしますが、実際はこの抵抗値を変えると、CDSが何Ωになったときに回路を動作させるか決めることができます。

CDSの抵抗値が　r×3V/(47kΩ＋r)>0.6V を満たすrになった場合にこの回路はONします。

(※右のトランジスタにまだ電流が流れていない場合）

次に220Ωの抵抗値の意味ですが、これは右のトランジスタ2SC2655のC→E間に流す電流値を決めています。

まず、むぎ球を光らせるためにはある程度の電流を流さなくてはいけません。

C→E間の電流値はB→E間を流れる電流に比例して流れます（トランジスタの増幅機能です）。

どちらのトランジスタもONしている間はB→E間の電圧は等しく0.6Vだと考えてください。（ダイオードの順方向電圧降下です）

そうすると、右のトランジスタのBの電圧は0.6V,左のダイオードのC→E間の抵抗が無視できるとしたら

２２０Ωの抵抗を流れる電流は(3V-0.6V)/220Ω=0.01A=10mA

これのhFE(電流増幅率）倍の電流がむぎ球に流れます。

(hFEはトランジスタにより異なりますが、大体100～400倍です)