ハイサイド・ローサイドスイッチの選び方

ハイサイド・ローサイドスイッチの使い分け

回路設計において、電気信号の電圧レベルを切り替えるスイッチは、その種類によってさまざまな用途に利用されます。代表的なものに、ハイサイド・ローサイドスイッチがあります。これらのスイッチは、信号の電圧レベルを切り替える役割を果たしますが、その特性が異なります。この記事では、これらのスイッチの違いを理解し、それぞれの用途を適切に選択するためのポイントを解説します。

ハイサイドスイッチとは

ハイサイドスイッチは、出力電圧が入力電圧よりも高い状態（ポジティブな状態）を導通させるスイッチです。一般的に、トランジスタやMOSFETなどの半導体デバイスが、ゲートに制御信号を印加することで、スイッチングを行います。この場合、出力側の電圧が、入力側の電圧よりも高い状態になるように設計されています。

ハイサイドスイッチの具体的な回路例としては、以下のようなものがあります。

• LEDの点灯制御： 抵抗と組み合わせて、LEDをON/OFFさせるために使用されます。
• センサーからの信号のレベル変換： 低電圧のセンサー信号を、より高い電圧レベルの回路で扱えるようにします。

ローサイドスイッチとは

ローサイドスイッチは、出力電圧が入力電圧よりも低い状態（ネガティブな状態）を導通させるスイッチです。これもまた、トランジスタやMOSFETなどの半導体デバイスを使用して、ゲートに制御信号を印加することでスイッチングを行います。この場合、出力側の電圧が、入力側の電圧よりも低い状態になるように設計されています。

ローサイドスイッチの具体的な回路例としては、以下のようなものがあります。

• モーターの制御： モーターの回転方向を切り替えるために使用されます。
• センサーからの信号のレベル変換： 高電圧のセンサー信号を、より低い電圧レベルの回路で扱えるようにします。

使い分けのポイント

ハイサイド・ローサイドスイッチを使い分ける上で重要なポイントは、制御信号の電圧レベルと、回路の動作電圧範囲です。

• 制御信号の電圧レベル： 制御信号が、スイッチの出力電圧レベルと一致している必要があります。そうでない場合、スイッチは正常に動作しません。
• 回路の動作電圧範囲： スイッチの最大動作電圧が、回路全体の最大動作電圧を超えないように注意する必要があります。

例えば、5Vの制御信号で12Vの負荷を駆動しようとすると、スイッチやMOSFETが損傷する可能性があります。このような場合に、ハイサイド・ローサイドスイッチを正しく使い分けることで、安全かつ効率的な回路設計が可能になります。

回路設計においては、これらのスイッチの特性を理解し、目的に応じて適切なスイッチを選択することが不可欠です。それぞれのスイッチの特性を理解し、正しく使い分けることで、より信頼性の高い、そして効率的な回路を構築することができます。