バイクのヘッドランプ交換失敗、自己嫌悪中。
アマゾンから意外と大きな箱が届きました。
中身はこれだけ。バイクのヘッドランプのロービームが切れたので交換しようと思って購入。
バイクは、スズキのジェベル、H4型のハロゲンランプです。
フロントのカバーは、横2個、下１個のネジでとまってますので外して、
ヘッドランプは、右と下の長いネジとスプリングで角度調整できるようになってるので、これも外して裏面の配線を引っ張って外して、ゴムカバーを外して電球外して交換。。。。
しようとしたときにうっかり手を滑らせてビニール袋のまま下に落としました。
カチン、プシュッと凄く嫌な音がして。。。
みると電球の頭の出っ張り部分が欠けてます。正面から見ると明らかな穴。
割れて使い物にならなくなってしまいました。
折角外したヘッドランプをそのまま戻して、しばらくハイビームでも走れるように光軸を思い切り下に調整。
自己嫌悪中です。
使わないまま割ってしまったのはこれ↓
スタンレー電気(STANLEY) H4 12V60/55W 14-0181E
中身はこれだけ。バイクのヘッドランプのロービームが切れたので交換しようと思って購入。
バイクは、スズキのジェベル、H4型のハロゲンランプです。
フロントのカバーは、横2個、下１個のネジでとまってますので外して、
ヘッドランプは、右と下の長いネジとスプリングで角度調整できるようになってるので、これも外して裏面の配線を引っ張って外して、ゴムカバーを外して電球外して交換。。。。
しようとしたときにうっかり手を滑らせてビニール袋のまま下に落としました。
カチン、プシュッと凄く嫌な音がして。。。
みると電球の頭の出っ張り部分が欠けてます。正面から見ると明らかな穴。
割れて使い物にならなくなってしまいました。
折角外したヘッドランプをそのまま戻して、しばらくハイビームでも走れるように光軸を思い切り下に調整。
自己嫌悪中です。
使わないまま割ってしまったのはこれ↓
スタンレー電気(STANLEY) H4 12V60/55W 14-0181E
MOSFETのイメージ
半導体の話をしていた時に、MOSFETの反転層ができるイメージを図示。
空乏層とか反転層とかイメージしにくいので、身近な例で考えてみた。
例えて言えば、ブロック塀で支えられて土が詰まれている。ソースとドレイン部分は低く、ゲート部分は高く土が詰まれているところに雨が降ると、ソースドレインの所に水がたまる。ゲートの所は高いのでたまらない。この高さが、伝導体Ecに相当。
そこで地盤沈下かなにか起きてブロック塀が沈下して、塀のきわの土がつられて陥没、ゲート部分が十分ひくくなるとソースドレイン部分にたまった水がそこにも溜まってりだす。
これで表面が反転層になって、電子がたまるイメージ。いま全体的に勾配があると、横に水が流れる。これがVDSの電圧が小さい状態でチャネルに電流が流れるイメージになる。
空乏層とか反転層とかイメージしにくいので、身近な例で考えてみた。
例えて言えば、ブロック塀で支えられて土が詰まれている。ソースとドレイン部分は低く、ゲート部分は高く土が詰まれているところに雨が降ると、ソースドレインの所に水がたまる。ゲートの所は高いのでたまらない。この高さが、伝導体Ecに相当。
そこで地盤沈下かなにか起きてブロック塀が沈下して、塀のきわの土がつられて陥没、ゲート部分が十分ひくくなるとソースドレイン部分にたまった水がそこにも溜まってりだす。
これで表面が反転層になって、電子がたまるイメージ。いま全体的に勾配があると、横に水が流れる。これがVDSの電圧が小さい状態でチャネルに電流が流れるイメージになる。
半導体をちゃんとシミュレーションしようとすると
有償、無償、専用、汎用いろんなツールがありますが、
無料の数値計算ツールでScilabというのがあり、
scilab 半導体 シミュレーション
で検索すると、例えば以下のサイトが見つかりました。
偏微分方程式を解いて半導体中のキャリアの運動を求めているとのことです。
ここでも、物理量の正確さは欠いているいるようですが、私の作ったランダムなツブツブよりも数式的正確さはありそうです。
https://user.numazu-ct.ac.jp/~mochizuki-k/scilab/#j5g
こちらは、真正半導体のフェルミ準位をScilabで解いてます。正確性を求めるとこうなりますね。
http://gomisai.blog75.fc2.com/blog-entry-778.html
ほか、半導体、シミュレーションで画像検索すると、こんな感じの画像を見つけました。
これはもう有償専用パッケージですね。
https://www.msiism.jp/article/semiconductor.html
なんかいろいろできそうな、Nova TCAD の動画解説も貼っておきます。
無料の数値計算ツールでScilabというのがあり、
scilab 半導体 シミュレーション
で検索すると、例えば以下のサイトが見つかりました。
偏微分方程式を解いて半導体中のキャリアの運動を求めているとのことです。
ここでも、物理量の正確さは欠いているいるようですが、私の作ったランダムなツブツブよりも数式的正確さはありそうです。
https://user.numazu-ct.ac.jp/~mochizuki-k/scilab/#j5g
こちらは、真正半導体のフェルミ準位をScilabで解いてます。正確性を求めるとこうなりますね。
http://gomisai.blog75.fc2.com/blog-entry-778.html
ほか、半導体、シミュレーションで画像検索すると、こんな感じの画像を見つけました。
これはもう有償専用パッケージですね。
https://www.msiism.jp/article/semiconductor.html
なんかいろいろできそうな、Nova TCAD の動画解説も貼っておきます。
トランジスタの簡易シミュレーション
20年位前にちぃったｐｎ接合のシミュレーションを元にしてトランジスタの簡易シミュレーションを作りました。
初期値としてベースに順方向、コレクタに逆方向バイアスが適当に入っててスタート。
図のように電子正孔が黒丸、白〇で表示されて動きます。
これでわかることは、
１）エミッタ、ベース、コレクタの順に不純物密度が高くなってる。
２）エミッタからベースに電子が流れ込み、ベースからエミッタに正孔が流れ込んでるが、正孔の方が少ない。
３）ベースに流れ込んだ電子は拡散によりコレクタ接合に達すると、電界によりコレクタに吸い出される。
４）エミッタの電子数を一定にしてコレクタに流れていった分をコレクタ電流としてカウントし、ベースの正孔がエミッタに拡散して再結合により消費された分の補充をベース電流としてカウントしている。
５）ベース電流より、コレクタ電流の方が多い。（実際は、けた違いに多いけどこの視覚的なシミュレーションでは数倍程度）
６）コレクタ電圧を大きくしても、右側のエネルギーが低くなるだけで、コレクタ電流の量は原理的にほとんど変化なし。（実際はコレクタ接合の空乏層幅の変化で少し増加）
７）エミッタ電圧を大きくすると、ベースへの流入が増え、それがベースを通り越してコレクタ電流も増える。
電流値は不正確、P,N型領域中の無電界の部分の平衡状態も崩れてしまってます。
簡易的なつくりだけにこのあたりが限界です。これ以上正確性を求めるなら、極端な例外処理をあちこちいれるか、視覚めーじを犠牲にするかですので、ここで改良は終わりにします。
ダウンロードはこちら、transistor.zip
.exeに直リンクを貼ると警告がでるので、zip圧縮しました。警告出ると思いますが一応ウィルスチェックは通したので実行してみてください。
初期値としてベースに順方向、コレクタに逆方向バイアスが適当に入っててスタート。
図のように電子正孔が黒丸、白〇で表示されて動きます。
これでわかることは、
１）エミッタ、ベース、コレクタの順に不純物密度が高くなってる。
２）エミッタからベースに電子が流れ込み、ベースからエミッタに正孔が流れ込んでるが、正孔の方が少ない。
３）ベースに流れ込んだ電子は拡散によりコレクタ接合に達すると、電界によりコレクタに吸い出される。
４）エミッタの電子数を一定にしてコレクタに流れていった分をコレクタ電流としてカウントし、ベースの正孔がエミッタに拡散して再結合により消費された分の補充をベース電流としてカウントしている。
５）ベース電流より、コレクタ電流の方が多い。（実際は、けた違いに多いけどこの視覚的なシミュレーションでは数倍程度）
６）コレクタ電圧を大きくしても、右側のエネルギーが低くなるだけで、コレクタ電流の量は原理的にほとんど変化なし。（実際はコレクタ接合の空乏層幅の変化で少し増加）
７）エミッタ電圧を大きくすると、ベースへの流入が増え、それがベースを通り越してコレクタ電流も増える。
電流値は不正確、P,N型領域中の無電界の部分の平衡状態も崩れてしまってます。
簡易的なつくりだけにこのあたりが限界です。これ以上正確性を求めるなら、極端な例外処理をあちこちいれるか、視覚めーじを犠牲にするかですので、ここで改良は終わりにします。
ダウンロードはこちら、transistor.zip
.exeに直リンクを貼ると警告がでるので、zip圧縮しました。警告出ると思いますが一応ウィルスチェックは通したので実行してみてください。
IoTで室温を時系列で記録して可視化、その６
今日の研究室の室温。
最初の数日と比べてここ数日はずいぶん安定して、１日のわずかな気温の変化が見えるようになりました。
北側の部屋でエアコン入れない、隣の部屋はエアコン入れて日中は少し温度が上がってる状態で今は11度から14度くらいです。
このデバイスについて書くのはこのくらいにして後は何か別のことに流用するまでは放置。
IoT公開サーバーはこちら
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WiFiモジュール - ESP8266
最初の数日と比べてここ数日はずいぶん安定して、１日のわずかな気温の変化が見えるようになりました。
北側の部屋でエアコン入れない、隣の部屋はエアコン入れて日中は少し温度が上がってる状態で今は11度から14度くらいです。
このデバイスについて書くのはこのくらいにして後は何か別のことに流用するまでは放置。
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