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■ディスクリート定電流回路

定電流の基本特性は、ツェナ・ダイオードの電圧特性（ツェナ電圧）とエミッタ抵抗（RE）の値でほぼ決定されます。ツェナ電圧が6.2Vのものを使った場合、エミッタ抵抗（RE）にかかる電圧はツェナ電圧からトランジスタのベース〜エミッタ間電圧（約0.65V）を引いた値になりますので、右の回路の場合は5.55Vになります。トランジスタのエミッタに流れる電流は、

5.55V÷RE＝5.55V÷91Ω＝61mA

で決定されるので、RE＝91Ωの場合だとエミッタ電流は61mAになります。一方で、ツェナ・ダイオードを動作させるための電流と、トランジスタのベース電流の両方を調達しているのが定電流ダイオード（CRD）です。ここに流れる電流は、回路の条件に関係なく定電流ダイオード（CRD）の定格電流値で固定です。かりにここに2.5mAタイプの定電流ダイオード（CRD）を使用したとします。そうすると、以下の関係が生じます。

（ツェナ・ダイオードの動作電流）＋（トランジスタのベース電流）＝2.5mA

そして、トランジスタのベース電流は、

トランジスタのベース電流＝トランジスタのコレクタ電流÷hFE＝トランジスタのエミッタ電流÷（hFE＋1）

という関係があります。2SD2531のhFEが150だとすると、以下のようになります。

トランジスタのベース電流＝61mA÷（150+1）＝0.4mA
ツェナ・ダイオードの動作電流＝2.5mA−0.4mA＝2.1mA

ということになります。ツェナ・ダイオードの動作電流はできれば1mAくらい確保したいので1mAほどの余裕があります。この設計の場合、hFEが50まで低下してもまだ大丈夫です。最終的な定電流特性は以下のようになります。

定電流特性＝コレクタ電流＋定電流ダイオード電流＝（61mA−0.4mA）＋2.5mA＝63.1mA

と考えることもできますし、

定電流特性＝エミッタ電流＋ツェナ・ダイオードの動作電流＝61mA＋2.1mA＝63.1mA

ともいえます。この時の2SD2531の消費電力計算してみましょう。出力段のバイアスが-22Vくらいでだとすると、定電流回路全体には22Vがかかります。91Ωにかかる電圧は5.55Vで、2SD2531のコレクタ〜エミッタ間にかかる電圧は22V−5.55V＝16.45Vになります。ここに流れる電流は約61mAでしたから、

91Ωの消費電力＝61mA×5.55V＝339mW
2SD2531の消費電力＝61mA×16.45V＝1.003W

となります。91Ωには2W型の抵抗器が必要で、2SD2531はそのままでもぎりぎり大丈夫ですが、小型の放熱板を取り付けるか、ケースに密着させるのがいいでしょう。この条件は、6AH4GTの差動PPアンプの設計に該当します。

Group	用途／種類	名称	規格	測定項目	測定条件 （周囲温度20〜28℃）	Notes	数量	費用
ディスクリートSET	定電流ダイオード CRD	E272	2.3mA〜3.2mA	定電流特性	Vak＝10〜12V	許容範囲内になるものを2本ペアで選別 出力段プレート電流が40mA×2未満の場合はE202、40mA×2以上の場合はE272※	2	880円
	ツェナ・ダイオード ZD	HZ6-C2（6.0〜6.3）	6.20V±0.1V	VZD	Iz＝2.5mA±0.5mA	-	2
	制御 Tr	2SD2531 or 2SD2012	hFE＞100	hFE	Ic＝1mA（暫定）	hFEが100以上のものの中から、 hFE値が揃ったものを2本ペアで選別	2
	放熱	シリコンラバーシート	13mm×18mm	-	-	シリコン・グリスの方が望ましく、 これをを塗布した場合は不要ですが2枚入れておきます。	2

※出力段プレート電流が40mA×2以上の場合は2SD2531のベース電流が多くなるため、CRDの電流値を多めにします。

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