(図はエミッタ接地増幅回路です)
Ic=hFE×Ib (hFEを直流電流増幅率といい、トランジスタの特性のひとつです)
Ie=Ib+Ic
Ic=Ie-Ib
トランジスタがこのように動作しているとき、Vbe(ベース、エミッタ間電圧)は約0.6~0.7Vです(理屈上ダイオードの順方向電圧と同じ)。ここでは0.7Vとしましょう。するとIb=(V1-0.7)/R1
hFE=100とすると(2SC1815でこれくらいです)
Ic=100(V1-0.7)/R1
Ie=(V1-0.7)/R1+100(V1-0.7)/R1 =101(V1-0.7)/R1
よってIc≒Ie Ib≒0
さてもっとも注目すべき点は、Icが定電流であることです。それ故R2の影響を受けません(IeR1+IcR2 <V2-0.2Vの範囲にて)。よってR2の値が変われば、出力Voがリニア(直線的)に変化します。通常Vo=V2 /2辺りになるように調整します。というのはV2 /2をニュートラル電圧として、V2の電圧範囲をVoがもっとも大きく変化できる(フルスイングできる)からです。このニュートラル電圧を一般に「動作点」といいます。<br>
ここでV1が+α増加したとします。するとIeの増加分は ⊿Ie=α/R1 です。出力電圧Voの変化分をβとすると、Ic=Ieとして β=(α/R1)×R2 =αR2/R1 。よって
β/α=R2/R1 となって、図のトランジスタ増幅回路のゲイン(増幅倍率)は、おおむねR2/R1であることが分かります。
【直流設計】
では具体的に数値(定数)を入れて、直流設計をしてみましょう。
V2=20V
動作点:Vo=V2 /2 =10V 、Ic=1mA と決めて、
ゲイン:×10の増幅回路を設計します。
① Vo=10V、Ic=1mAから、最初にR2が決まります。
R2に流れる電流が1mAであり、端子電圧が10VになるようなR2は
10/1m=10kΩ です。
② ゲイン:×10にするためには、R2/R1=10 だから
R1=R2/10 =10k/10 =1kΩ です。
③ R1にはIe=1mAが流れるので
V1=1k×1m+0.7 =1.7V
となって、これですべての定数が決まりました。(中段の図参照)
この状態で交流信号を入力した場合の波形を下図に示します。
関連記事:トランジスタの端子接地 2009-12-16
Ic=hFE×Ib (hFEを直流電流増幅率といい、トランジスタの特性のひとつです)
Ie=Ib+Ic
Ic=Ie-Ib
トランジスタがこのように動作しているとき、Vbe(ベース、エミッタ間電圧)は約0.6~0.7Vです(理屈上ダイオードの順方向電圧と同じ)。ここでは0.7Vとしましょう。するとIb=(V1-0.7)/R1
hFE=100とすると(2SC1815でこれくらいです)
Ic=100(V1-0.7)/R1
Ie=(V1-0.7)/R1+100(V1-0.7)/R1 =101(V1-0.7)/R1
よってIc≒Ie Ib≒0
さてもっとも注目すべき点は、Icが定電流であることです。それ故R2の影響を受けません(IeR1+IcR2 <V2-0.2Vの範囲にて)。よってR2の値が変われば、出力Voがリニア(直線的)に変化します。通常Vo=V2 /2辺りになるように調整します。というのはV2 /2をニュートラル電圧として、V2の電圧範囲をVoがもっとも大きく変化できる(フルスイングできる)からです。このニュートラル電圧を一般に「動作点」といいます。<br>
ここでV1が+α増加したとします。するとIeの増加分は ⊿Ie=α/R1 です。出力電圧Voの変化分をβとすると、Ic=Ieとして β=(α/R1)×R2 =αR2/R1 。よって
β/α=R2/R1 となって、図のトランジスタ増幅回路のゲイン(増幅倍率)は、おおむねR2/R1であることが分かります。
【直流設計】
では具体的に数値(定数)を入れて、直流設計をしてみましょう。
V2=20V
動作点:Vo=V2 /2 =10V 、Ic=1mA と決めて、
ゲイン:×10の増幅回路を設計します。
① Vo=10V、Ic=1mAから、最初にR2が決まります。
R2に流れる電流が1mAであり、端子電圧が10VになるようなR2は
10/1m=10kΩ です。
② ゲイン:×10にするためには、R2/R1=10 だから
R1=R2/10 =10k/10 =1kΩ です。
③ R1にはIe=1mAが流れるので
V1=1k×1m+0.7 =1.7V
となって、これですべての定数が決まりました。(中段の図参照)
この状態で交流信号を入力した場合の波形を下図に示します。
関連記事:トランジスタの端子接地 2009-12-16
そういう風に書くと、今の方たちには異様に見えるでしょうね!
プュシュプルだって、SEPPではなくトランス結合でした。
だからコンプリメンタリではなかったのです。
コンプリメンタリな回路にあこがれて作ってみたりしたこともありましたが、今やるとするとそれが普通、というのがなんとも時代の流れです。
年寄りになったなぁ~、と思う瞬間!でした・・・。
買ってもらった「電子ボードSR-2A」の時代はゲルマ・トラでPNP(2SA100とか101、2SB56)しかなかったのです。
だから回路図はみんなプラス接地で書かれていた・・・。
古いホームラジオやカーステレオの回路図なんか、プラス接地で書かれています。
でも、おっしゃるように「エミッタ抵抗」を注視すればわかるのですよねぇ~!
「見た目に惑わされるな!」ってことですかねぇ~?
でも、女性のメイクだけはどうにもわからん!ぜぇ~ったい「スッピン」だとわからんもんねぇ~!
うむ。ぜぇ~ったい「スッピン」だとわからん。化粧を甘く見てはいかんですねえ。(^^)
「あ、これだ!」ってね!
そういや、小学生の頃、ドライバ8本入りのセットを今で言うホームセンターで買ってもらったときは、もう、うれしくて、うれしくて、枕元に置いて寝てました。
そういう変わった子供だったのですよ!
友達もいなかった、いや、作んなかった?そういうのがわからなかった?でも、メカとかそういうものにたいしては、ものすごい執着をした・・・そんな子だったんですねぇ~!我ながら、イヤだなぁ~!そんな子(笑)
いいじゃないですか、みんなと同じでなくても。時として少数派は辛い思いをすることもありますが、「何かにとことん拘る」のは私は好きですね。
色々な回路をみたいワケです。
そしたら、身近にあったんですね、これが。
学校の図書館だったのです。毎日昼休みになるとノートとシャープペンシル持って図書館にいくのです。
回路図を手書きするんです!まるで写経?!
ギターよりもこっちのほうが先なんですよねぇ~!
小学生のときに電子ボードを入手して、それで「回路図」というものを見慣れたわけですから、「慣れ」以外の何ものでもないです。
ただ、トランジスタの特性をそのときに熟知していたら「天才」でしょう!
テキトーなものですよ、実際は!
と、ヒマな私はこういうカキコをしてヒマをつぶしているワケです。なんとも滑稽なコトではないですかぁ~!