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エレクトロニクス分野では、 VCC, VEE, VDD, VSSの 回路内の異なる電源電圧を表すためによく使用されます。これらの名称は、電源の役割と、次のようなコンポーネントの正しい機能を理解するために不可欠です。 バイポーラ接合トランジスタ (BJT) および 電界効果トランジスタ (FET)これらの用語にはそれぞれ固有の由来と用途があり、多くの場合、使用されているトランジスタの種類 (BJT または FET) と回路の構成に関連しています。この記事では、これらの電源の名称の違いを分析し、回路設計におけるそれらの関連性について説明します。
VCC は「共通コレクタの電圧」の略です。この用語は、バイポーラ接合トランジスタ (BJT) を使用する回路の正電源電圧を表すために使用されます。VCC の「C」は、トランジスタのコレクタ端子を指します。コレクタは通常、正電圧レールに接続されているため、VCC は BJT に電力を供給するために不可欠です。
スイッチング速度が速いため一般的に使用されている NPN トランジスタでは、VCC はコレクタ端子の正電源を表します。たとえば、NPN トランジスタ回路では、コレクタは通常、抵抗を介して、または直接 VCC に接続されます。
TTLおよびオペアンプでの使用: トランジスタ トランジスタ ロジック (TTL) 回路では、VCC が主な正電圧供給源として広く使用されています。同様に、主に BJT で構成されるオペアンプでは、VCC は正電源レールの駆動に重要な役割を果たします。
V+ と VCC: 多くの場合、V+ は VCC と互換的に使用できます。どちらも正の電源電圧を表しますが、VCC は特に BJT を使用する回路に関連付けられています。複数の正の電圧レベルを持つ回路では、異なる電源ラインを区別するために、これらに VCC1、VCC2 などのラベルが付けられることがあります。
VEE は BJT 回路の負電源電圧を表し、VEE の「E」はトランジスタのエミッタ端子を表します。VEE は、デュアル電源システムなど、正と負の両方の電源電圧が必要な回路でよく使用されます。このような場合、VEE は負の電源レールとして機能します。
NPN トランジスタ回路では、エミッタは VEE に接続されます。VEE は、グランドまたは負電圧のいずれかになります。単一電源システムでは、VEE は通常、グランドと同じ電位を共有します。
オペアンプでの使用: VCC と同様に、VEE も BJT で構築されたオペアンプで使用されます。VEE は、エミッタ端子に必要な負電圧を提供します。
V+ が VCC と互換的に使用できるのと同様に、多くの回路では V- が VEE の代わりに使用できます。BJT 回路で負電源を参照する場合、V- と VEE はどちらも同じ概念を表します。
VDD は、電界効果トランジスタ (FET) を使用する回路の正電源電圧を指します。VDD の「D」は、FET のドレイン端子を表します。VDD は、相補型金属酸化膜半導体 (CMOS) 回路で広く使用されている N チャネル FET (NchFET) に電力を供給するために重要です。
N チャネル FET では、ドレイン端子は通常、抵抗を介して、または直接 VDD に接続されます。VDD は、FET を使用する回路の正電圧レールとして機能します。
CMOSおよびオペアンプでの使用: CMOS テクノロジでは、N チャネルと P チャネルの両方のデバイスが使用されます。命名規則は CMOS 回路の極性と完全には一致しない場合があります (ドレインとソースの役割が相補的であるため) が、歴史的な理由により、正の電源レールを表すために VDD が使用され続けています。VDD は、FET で構築されたオペアンプでも使用されます。
FET 回路では、V+ は VDD と互換的に使用され、正の電源電圧を表します。
VSS は、FET を使用する回路の負の電源電圧を表し、「S」はトランジスタのソース端子を指します。N チャネル FET では、ソースは VSS に接続され、多くの場合、回路のグランドまたは負の電圧として機能します。
CMOSでの使用: CMOS 回路では、VSS は通常、グランドまたは 0V リファレンスです。VDD と同様に、VSS は CMOS ロジック回路の N チャネル デバイスと P チャネル デバイスの両方に適用されますが、補完的な設定ではソースが常に負の端子であるとは限りません。
V- が BJT 回路の VEE と同義であるのと同様に、FET 回路では VSS と同義で使用されます。
以下の表は、トランジスタの種類、端子、極性の観点から、VCC、VEE、VDD、および VSS の主な違いをまとめたものです。
| 契約期間 | トランジスタの種類 | ターミナル | 極性 | で使われる |
|---|---|---|---|---|
| VCC | バイポーラ接合トランジスタ（BJT） | コレクタ | ポジティブ | TTL、オペアンプ、BJT回路 |
| VEE | バイポーラ接合トランジスタ（BJT） | エミッター | 負 | TTL、オペアンプ、BJT回路 |
| VDD | 電界効果トランジスタ (FET) | ドレイン | ポジティブ | CMOS、FET回路、オペアンプ |
| VSSの | 電界効果トランジスタ (FET) | ソース | マイナスまたはアース | CMOS、FET回路、オペアンプ |
VCC、VEE、VDD、および VSS という用語は、基準ノード (通常はグランド (GND)) に対する電圧を表すために使用される一般的な命名規則に由来しています。たとえば、Va のような電圧は、グランドに対するポイントの電圧を指し、Vab は 2 つのノード A と B 間の電圧差を示します。
繰り返しの添え字が付いた電圧 (例: Vxx) は、同じノードでの電圧差であるため、0V の値になります。時間の経過とともに、これらの繰り返しの添え字 (CC、EE、DD、SS) は、電子回路の DC 電源電圧を表すために採用されるようになりました。
BJT 回路では、VCC はコレクタ電圧を指し、通常は正です。一方、VEE はエミッタ電圧を指し、負またはグランドであることが多いです。これらの用語は NPN トランジスタに特化していますが、PNP トランジスタにも使用できます。
MOSFET 回路では、VDD と VSS という用語はそれぞれドレイン電圧とソース電圧を指します。BJT と同様に、VDD は通常は正ですが、VSS は負になるか、またはグランド ノードとして機能する場合があります。
もともと特定のトランジスタに関連付けられていましたが、VCC/VDD と VEE/VSS の使用法は進化し、現在ではこれらの用語は CMOS 回路や BJT 回路など、異なる回路タイプ間で互換的に使用されることが多くなりました。
時間の経過とともに、VCC、VEE、VDD、および VSS の厳密な定義は曖昧になってきました。CMOS 回路で VCC が使用されていたり、BJT 回路で VDD が適用されているのを目にすることがあります。重要な点は、これらの用語はもともと BJT および FET の電源電圧を指定するために使用されていましたが、現在では多くの種類の回路で正電圧と負電圧を示すために広く使用されていることです。
さらに、一部の回路では、VSS または VEE がグランド ノードとして機能する場合があります。一方、他の回路では、異なる参照ポイントが選択され、電圧極性が変化する場合があります。
要約すると、VCC、VEE、VDD、および VSS は、BJT および FET で構築された回路の電気的特性を理解するために不可欠な電源指定です。これらの用語は特定のトランジスタ タイプに由来していますが、現代の回路設計では同じ意味で使用されることがよくあります。これらの役割を理解することは、適切な電力配分と機能性を確保しながら回路を設計する上で重要です。
BJT または FET を使用して回路を設計またはトラブルシューティングする場合は、TTL、CMOS、またはオペアンプ回路のいずれを扱っているかに関係なく、適切な電源指定を正しく識別して適用することが重要です。
