よく使う電子部品の読み方

 

よく使う電子部品の読み方

この記事では、自作エフェクタの制作でよく使う電子部品の読み方を紹介する。コンデンサ・抵抗・オペアンプなど、最初は値や端子の役割をなかなか覚えられない。しかし、とにかく回路を組んで遊んでいれば必ず覚えられる。とくに、よく使う部品なんかはカラーコードなど見なくてもすぐに値がわかるようになる。

楽しみながら電子部品と付き合っていこう!

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オペアンプの配線

オペアンプの回路図
オペアンプの回路図

よく使う8ピン端子のオペアンプの回路図。シングルかデュアルによってピンの役割が違うが、普通のオペアンプは図のようなピンの役割になっている。

音響回路でお馴染みの4558、072、5532のどれも、ピンの役割はまったく同じ。だから、オペアンプを入れ替えて、音質や性能の違いを確かめることができる。

ただし、5532などのオペアンプでは入出力インピーダンスが低いためそのまま入れ替えられないことも。ここら辺のことは、こちらの記事に詳しく書いたので参考に。

4558は高域の特性は悪いが、歪み系のエフェクタなど積極的に音を変える所に使うには十分。とにかく安いので幅広く重宝する。

TL072はFET型のオペアンプで、高い入力インピーダンス、高域まで伸びる。万能に使えるので自分は072をメインに使うようにしている。

5532は、これらのオペアンプの中では一番音質が良い印象。しかし、入力インピーダンスが低いためちょっと使いづらい。マイクアンプやミキサー回路など、Hi-Fiな音響機材向き。

オペアンプは、色々な種類があり今も進化し続けている。数千円もするオペアンプが人気だったりするから、どれが正解ということはない。実際に回路を組んで自分の耳で聞き比べ、用途にあったオペアンプのチョイスをするのが最善かと思う。

TL072 デュアルオペアンプ
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4558 デュアルオペアンプ
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keluoer OPA627AU デュアル 8Pin 2回路DIP変換基板実装済みオペアンプ
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オペアンプ回路を詳しく学びたい方はこちらの書籍がオススメ。少し古い本だが、現代のオペアンプ回路でも使える回路がたくさんあり分かりやすかった。

定本 OPアンプ回路の設計―再現性を重視した設計の基礎から応用まで (定本シリーズ)
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トランジスタの端子役割

トランジスタの端子役割
トランジスタの端子役割

ここではよく使うバイポーラトランジスタについて説明する。バイポーラトランジスタは、Bipolar junction transistorと呼ばれBJTと略される。

種類にはNPNとPNPがあり、役割が違うので注意しよう。NPNなら2SC1815、PNPなら2SA1015あたりが有名。

シリコントランジスター 2SC1815-BL
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端子の役割は、図のように左からECBと決まっている。またトランジスタには、hfe(電流増幅率)のランクがあり次の表の通りになる。

ランクhfe
O70〜140
Y120〜240
GR200〜400
BL350〜700

hfeはテスターがあれば測定可能なので、持っているトランジスタで一度実験してみると良い。詳しくはこちらの記事を参考に。

また、もっと深くトランジスタ回路を学びたい方は、こちらの書籍をオススメしておく。

定本 トランジスタ回路の設計―増幅回路技術を実験を通してやさしく解析 (定本シリーズ)
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FETの端子役割

2SK30Aの端子役割
2SK30Aの端子役割

FETは、Field effect transistorの略。電界効果トランジスタと呼ばれる半導体である。トランジスタと違って入力インピーダンスを簡単に高く設定できるため、ギターなどのバッファ回路として重宝している。

そんなFETだが、FETには端子の並び方に統一がないので注意だ。 また、Nチャネル、Pチャネルがあるので注意しよう。よく使われる2SK30AはNチャネルだ。

2SK30Aの他に、私がよく使う2SK303や2SK369の並び順を上げておこう。どちらも2SK30Aと代替な可能なFETだ。

FET 端子(1、2、3の順)
2SK30A S G D
2SK303 G S D
2SK369 D G S

ただし、この場合ドレインとソースはどちらでも良くて入れ替えが可能だ(MOS-FETではダメ)。

10ピース 2SK30A-92 K30A TO92 新しい MOS FET トランジスタ
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コンデンサの容量の読み方

コンデンサの容量の読み方
コンデンサの容量の読み方

日本の書籍の電子回路では、「μ(マイクロ)」か「p(ピコ)」がよく登場するが、海外の電子回路を見るとn(ナノ)も頻繁に登場するので注意。それぞれ次の次数となっている。単位は実験していくうちにすぐ覚えられる。

$$1μF = 10^{-6}F$$

$$1nF = 10^{-9}F$$

$$1pF = 10^{-12}F$$

$$0.001μF = 1000pF$$

コンデンサの数字表記は、図を参考に。pFを基準に決められているようだが、これも実験を繰り返すうちに暗記してしまう。コンデンサは、抵抗と違って誤差が大きい。正確な精度は出せないと思っておこう。

様々な書籍で言及されていると思うが、コンデンサの耐圧には要注意。定格電圧を超える電圧を掛けてしまうと、コンデンサがロケットのように噴射して天井に突き刺さった話があるくらい危険らしい。

耐圧が大きくなるほどコンデンサはデカくなり、耐圧が小さくなるほどコンデンサを小さくできる。自分は少なくとも電源電圧の2倍以上の耐圧を使うことにしている。

10μ以上であれば電解コンデンサ、それ以下ならば積層セラミック・セラミック・フィルムコンデンサのどれかを使うことが多い。ただし、電解コンデンサは極性があるので間違わないように注意しよう。どちらがプラスかマイナスになるかわからないような回路なら無極性のコンデンサを使う。

また、コンデンサによっては温度特性の悪いものもあるので、オーディオアンプを作るならそこら辺の考慮も必要。エフェクタ回路なら、それほど気にする必要はないだろう。

100pF以下ならセラミック、100pF〜10uFならマイラ(フィルム)、10uF以上なら電解コンデンサを使うと大きさも値段も手頃な感じになる。

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Longruner 積層セラミックコンデンサ10種類 0.1uF-10uF 550個入り
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他にも、タンタルコンデンサがある。これは漏れ電流が低いので、その特性を活かした用途に使おう。

コンデンサは様々な役割で使われるので、コンデンサを変えただけで音質が良くなるというのはなんとも言えない。カップリングコンデンサとして使われるのならば、出力インピーダンスと入力インピーダンスとの関係で正しく設計されているかが重要だ。つまり、そのコンデンサによるハイパスフィルタのカットオフ周波数をどの程度まで考えているのかどうか。

もちろん、カンプリングコンデンサがなくて済むなら一番良いけれど。音質を追求して、前段のカップリングコンデンサを無くして設計したアンプもあるらしいが。。。

電子部品による性能や音の違いは、大塚明先生の本に詳しく書かれているのでこれらの書籍をオススメしておく。

サウンド・クリエーターのためのエフェクタ製作講座
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抵抗値の読み方

抵抗値の読み方
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抵抗にはカラーコードと呼ばれる線があり、それによって抵抗値を読み取ることができる。テスタで測っているとカラーコードを覚えられないので、この機会に覚えよう。

  1. 図のように、抵抗に5個のカラーコードが入っている場合、まず1番から3番までの色を数字に置き換える。図の場合だと、黄紫黒で470。
  2. 次に、4番目の色を乗数(10のn乗)へ置き換える。図では赤色なので10の2乗である。
  3. ❶と❷を掛け合わせて、47kΩが図の抵抗値となる。
  4. 最後の色は抵抗値の許容差で、つまり誤差範囲である。金属皮膜では茶色の1%、カーボン抵抗では、金色の5%がよく使われる。
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可変抵抗の番号

2連可変抵抗の番号
2連可変抵抗の番号

1連も2連も、可変抵抗は図のように端子側から見て、左から 1・2・3と番号が割り振られている。

普通のカーボンボリューム抵抗は、安くて気軽に使えるが、年月が経つと劣化してガリが発生しやすい。湿気などの影響も受けやすい。私はエフェクタ制作や実験回路の用途で使うことにしている。

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音質重視のオーディオのボリュームなら、ある程度お金を出してもっと良い抵抗を使いたい。アルプスの可変抵抗が定評もあり有名だ。

アルプス電気 カーボンボリウムRKシリーズ 1軸2連 A 100KΩ 0.05W 27mm シャフト20mm:半田端子 6φボリウムツマミ
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さらに、高級アンプのボリュームならロータリースイッチを使った定インピーダンスのアッテネータをぜひ自作したい。

ところで、可変抵抗には抵抗値に応じて変化量を表す「カーブ」がある。よく使われるのは、AカーブやBカーブだが、Aカーブは対数的に変化し音量の調整に向いている。一方、Bカーブはリニア(直線的)に変化するのでさまざまな用途で使用される。

ステレオミニの端子役割

ステレオミニの端子役割
ステレオミニの端子役割

よく使うステレオミニのジャック。一般に普及しているのは3.5mmのステレオミニジャック。フォーンプラグとも呼ばれ、チップ(T)、リング(R)、スリーブ(S)の役割が図のように割り当てられている。

また、4極のステレオミニもある。4極の場合は注意が必要で、規格が統一されていない。AndroidやiPhone製品によっては、端子の役割が違う。詳しく知りたい方は、「CTIA」や「OMTP」で検索してみよう。

ステレオジャック ミニプラグ 3.5mm メス
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