エレクトロニクスII　佐藤勝昭教授（量子機能工学研究室）2002年度後期第9回配付資料　H14

エレクトロニクスII　佐藤勝昭教授（量子機能工学研究室）2002年度後期第9回配付資料　H14.12.13　

金曜日1限　12番教室　テキスト「電子回路」

E-mail: satokats@cc.tuat.ac.jp 　URL: http://www.tuat.ac.jp/~katsuaki/

V_BE-I_B特性とエミッタ回路の負荷曲線からグラフを利用して、エミッタ回路の動作点を決める。

V_CE-I_C特性とコレクタ回路の負荷曲線からグラフを利用して、コレクタ回路の動作点を決める。

第８回の問題

教科書の練習問題(6)を問題として出した。何名かの人はI_Cを求めるのに、図3.25のI_B-I_C特性から求めた結果と図3.26のV_CE-I_C特性から求めたものを比べて異なっていることを示していました。図3.25の図はV_CE=6Vの場合のI_B-I_C特性を表しています。これはICEがICBに比例することを示しているので、参考にしてください。

第９回に学ぶこと

教科書（竹村裕夫「電子回路の基礎」（コロナ社））にもとづいて自己バイアス回路、電流帰還バイアス回路、ブリーダ電流バイアス回路を学ぶ。

注2

ブリーダ電流バイアス回路

ブリーダ電流バイアス回路ではブリーダ電流I_A+I_Bをベースのバイアス電流I_Bの10倍以上にとる。

この回路は端子開放電圧V_B=V_CC×R_A/(R_A+R_B)、内部インピーダンスR₀=(R_AとR_Bの並列抵抗)の電圧源と見なすことができる[1]。従って

R₀=1/{(1/R_A+1/R_B)}=R_AR_B/(R_A+R_B)

一方、I_C»I_B=h_FE・I_Bであるから、R_Eの両端には電圧降下V_E=I_ER_Eがおきる。

V_B=I_BR₀+V_BE+V_E= I_BR₀+V_BE+I_ER_E» I_BR₀+V_BE+I_CR_E=R₀I_C/h_FE+V_BE+I_CR_E

両辺の微分をとると0=ΔI_C(R_E+R₀/h_FE)+ΔV_BE

たとえば、R_A=10kΩ、R_B=3kΩとするとR₀=2.3kΩとなり、h_FE=100とするとR₀/h_FE=23Ωにすぎず、R_E(通常2kΩ程度)に比べて無視できる。従って、ΔI_C=-(1/R_E)ΔV_BE、V_BEの変化に対するI_Cの安定度Svは-1/R_Eとなり、R_Eを大きくとれば安定する。

入力の交流信号をv_i,エミッタを流れる交流電流をi_E,コレクタを流れる交流電流i_Cとする。R₀の影響を無視すると、V_B+v_i=V_BE+(I_E+i_E)R_E=V_BE+I_ER_E+i_ER_E

直流成分に対してV_B= V_BE+V_E= V_BE+I_ER_Eが成り立つので、v_i= i_ER_E» i_CR_E

一方、コレクタ電流について見ると、　V_CC=(I_C+i_C)R_L+V_C+v₀

直流成分に対してV_CC= I_CR_C+V_Cが成り立つので、交流分についてはv₀=i_CR_L

　従って、交流に対する電圧増幅率AvはAv= v₀/ v_i= i_CR_L/ i_CR_E=R_L/R_E

このように、この回路の電圧増幅率Avは、A_V=R_L/R_Eで与えられ、h_FEを含まないので、トランジスタのばらつきや、h_FEの温度変化の影響を受けない。

注１：図3.8, 3.9は、竹村裕夫「電子回路の基礎」（コロナ社）による。

注２：ブリーダバイアス回路の図は、飯高成男他著「絵ときトランジスタ回路」（オーム社）による。