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街中で、暗くなると照明や看板が自動点灯するのはなぜですか?

CdSセンサという、カドミウムと硫黄を混ぜ合わせた半導体を使って、自動点灯する仕組みを作っています。(CdSセンサの両端は電極で真ん中にCdS(カドミウムと硫黄を混ぜ合わせたもの)の半導体があります。)

CdSセンサに光があたると、光の強さに伴い、半導体の電気抵抗の値が変化します。光があたれば抵抗が低くなり、暗くなれば抵抗が高くなります。この性質を利用すると、このような回路が作れます。

ここで、?となりますよね。暗くなると抵抗が高くなってしまうと、電流が流れなくなってしまうのではないか・・・。

NPN型のトランジスタを使って、トランジスタのスイッチング動作を利用すれば、これを解決することができます。

NPN型のトランジスタは、ベース(B)とエミッタ(E)の間に約0.7V以上の電圧が加わるとコレクタ(C)からエミッタ(E)に向かって電流が流れます。それ以下の場合には、電流が流れません。

ここで、電池とCdSと抵抗がつながっている回路を考えます。また、CdSセンサの両端電圧がトランジスタのベースとエミッタの間に加わるようになっているとします。

CdSが暗くなると抵抗が上がりますから、抵抗とCdSの分圧比は、抵抗比となり、暗くなると、CdSの電圧が上昇します。この値が0.7 Vを超えれば、電流が流れ、コレクタとベースの間にあるLEDが光る、という仕組みです。

ひとひねりが必要ですが、こういった工夫で、自動点灯回路を作ることがっでき、私たちの暮らしに役に立っているのですね。

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