ハイサイドスイッチを作ってみた

最近僕のまわりではIOTが流行っているようで、ラズベリーパイなどからいろいろなデバイスの電源をON/OFFする回路を作りたいという質問をよく受けます。

FETかトランジスタを使ってハイサイドスイッチを作れば良いのですが、ネットで調べるとどれも微妙に回路図が違うので、どれが良いのか迷うようです。

Webで実行できる回路図シュミレータCircuitLab(https://www.circuitlab.com)でどの回路が良いのか実験してみました。

また、半導体で電源をコントロールする場合、コントロールするデバイスのプラス側でスイッチするハイサイドスイッチと、デバイスのマイナス側でスイッチするローサイドスイッチというのがあります。ローサイドスイッチの方が部品数が少なく良いのですが、人間の感覚として直感的に解りづらいし、グランドが共通でなくなるのがとてもいやです。
僕もP型半導体とN型半導体で同じ回路を組めるようになるのに何年もかかりましたし、マイナスの電圧がかかったり電流が流れるって本当に解りづらいです。
そこで今回は直感的に解りやすいハイサイドスイッチで実験をしていきたいと思います。

1. トランジスタ編

まず古典的な手法。2SAと2SCのトランジスタを組み合わせる方法です。

きちんとON/OFFできています。問題点としてトランジスタ駆動は電流をたくさん使います。


2. FET編

ドランジスタとPチャネルFETを使うパターンです。
マイコンの電源がOFFの時は電流が流れないようにトランジスタを挟んでいます。
トランジスタを使う回路とくらべ少ない駆動電流で大きな出力を取り出せるのが特長です。もっとも一般的なやり方？

きちんと動いています。
でも低電圧で駆動する場合、個人的にはベースとグランド間の抵抗がいらない気がします。

これでシュミレーションしてみました。

やっぱり、きちんと動きます。

Webの回路図シュミレータ面白いですね。実際に回路を組まなくても
全部パソコンだけで実験できてしまう。すげー。