電子回路I_8.ppt

電子回路Ⅰ


第8回

講義内容

1.

半導体素子（ダイオードとトランジスタ）

2.

基本回路

3. 増幅回路

小信号増幅回路

₍₁₎

　・

CR結合増幅回路

増幅の原理

増幅回路

信号源

負荷

電源

増幅度と利得

増幅回路

v

v

i

i

R

i

v

i

v

P

P

,A

i

i

,A

v

v

A

₌

₌

₌

₌

増幅度

P

P

log

G

,

i

i

log

G

,

v

v

log

G

=

20

=

20

=

10

利得

大信号動作と小信号動作

V

I

V

V

I

V

大信号等価回路と小信号動作回路

小信号

　動作点のまわりの領域

　非線形 → 線形近似

　　小信号パラメータ

大信号

　非線形動作

直流成分 ＋ 微小変化分

バイポーラトランジスタ回路

エミッタ接地回路

ベース接地回路

コレクタ接地回路

トランジスタによる増幅回路

MOSトランジスタ回路

ソース接地回路

ゲート接地回路

ドレイン接地回路

エミッタ接地回路とソース接地回路

R

R

v

v

v

v

V

V

V

V

ベース接地回路とゲート接地回路

R

R

v

v

v

v

コレクタ接地回路とドレイン接地回路

R

R

V

V

v

v

V

V

v

v

動作原理（エミッタ接地回路）

V

R

V

V

R

I

I

i

I +

i

I +

直流回路

直流＋微小交流電圧

V

v

V

_{V +}

v

負荷曲線と動作点

C

I

CE

V

0

BP

I

動作点（

OP）

負荷線

V

L

CC

R

V

R

1

−

傾き

:

動作点の決定

C

I

CE

V

0

動作点（

OP）

負荷線

CC

V

L

CC

R

V

R

1

−

傾き

:

B

I

BE

V

0

B

I

BB

V

B

I

指数関数

動作原理（ソース接地回路）

I

_{I +}

i

直流回路

直流＋微小交流電圧

v

V +

R

R

V

V

V

V

v

V

↑

V

I

0

V

DBP

I

動作点（

OP）

負荷線

V

R

V

R

1

−

傾き

:

負荷曲線と動作点

動作点の決定

↑

V

I

0

V

I

動作点（

OP）

負荷線

V

R

V

R

1

−

傾き

:

0

V

V

I

B

V

D

I

2乗曲線

エミッタ接地増幅回路のバイアス

R

V

V

B

I

I

エミッタ接地回路のバイアス回路例（

_1）

V

R

V

R

B

I

固定バイアス

R

V

V

R

B

I

2電源方式

エミッタ接地回路のバイアス回路例（

_2）

V

R

V

C

R

B

I

電流帰還バイアス

R

V

C

R

B

I

自己バイアス

B

I

R

R

C

固定バイアス回路の解析

R

V

R

R

V

V

I

₌

−

R

V

V

h

I

h

I

₌

₌

−

V

B

I

I

V

R

V

R

I

I

B

B

自己バイアス回路の解析

I

R

V

I

R

V

R

V

I

R

V

R

V

V

I

−

−

≈

−

−

=

−

=

I

I

I ≈

V

↓

↓⇒

↑⇒

I

I

I

負帰還

（電圧帰還バイアス）

V

電流帰還バイアス回路の解析

R

V

R

B

I

R

R

C

I

I

I +

V

(

)

R

I

I

R

I

V

₌

₊

₊

I

I

>>10

×

(

)

R

I

R

I

I

R

R

V

_≈

₊

₌

₊

R

R

V

I

+

=

V

R

R

R

I

R

V

+

≈

=

V

V

V

R

I

V

₌

₋

₌

₋

↓

↓⇒

↑⇒

↑⇒

I

I

I

I

負帰還

（電流帰還バイアス）

I

V

V

バイアス回路の安定度の比較

固定バイアス回路

　温度変化に対する安定度がわるい

自己バイアス回路

　安定度がよい

　利得が減少

電流帰還バイアス回路

　安定度がよい

　一般によく使われる

※ いずれも入力インピーダンスの低下に注意が必要

FETのバイアス

JFETのバイアス

　デプレション型

_FET

　　固定バイアス回路

　　自己バイアス回路

MOSFETのバイアス

JFETのバイアス回路

V

V

I

0

デプレション型

FET

　ノーマリオン （

Normally ON）

I

動作点（

_OP）

V

R

R

V

V

固定バイアス

D

I

I

C

V

JFETのバイアス回路

R

R

V

自己バイアス

D

I

I

V

R

I

V

=

−

=

I

V

R

₌

₋

V

R

C

R

V

I

V

R

JFETのバイアス回路

R

R

I

V

R

I

R

R

R

V

V

V

₋

+

=

−

=

エンハンスメント型

FET

　ノーマリオフ （

Normally OFF）

R

V

MOSFETのバイアス回路

V

V

I

0

2乗曲線

(

)

I

動作点（

OP）

V

R

R

I

V

R

R

R

V

+

=

C

V

MOSFETのバイアス回路

V

R

R

R

V

+

=

R

V

R

R

I

V

R

V

V

R

R

R

I

V

R

I

R

R

R

V

V

V

₋

+

=

−

=

C

バイポーラトランジスタ回路

エミッタ接地回路

ベース接地回路

コレクタ接地回路

トランジスタによる増幅回路

MOSトランジスタ回路

ソース接地回路

ゲート接地回路

ドレイン接地回路

通常、

トランジスタ

_{1個（1石）の増幅回路では}

十分な利得を得ることが困難

多段増幅回路

増幅回路

v

v

増幅回路

v

増幅回路

v

R

エミッタ接地増幅回路の多段接続

R

V

R

R

R

V

C

V

R

R

R

R

V

C

V

V

A

A

A

A

A

=

×

エミッタ接地増幅回路の多段接続

R

V

R

R

R

V

C

V

R

R

R

R

V

C

V

第一段

第二段

CR結合増幅回路

R

V

R

R

R

v

C

C

R

v

C

CR結合増幅回路（直流回路）

R

V

R

R

R

v

C

C

R

v

C

CR結合増幅回路（直流等価回路）

R

V

R

R

R

V

B

I

I

I

I +

V

I

V

V

CR結合増幅回路（交流回路）

R

R

R

R

v

R

v

CR結合増幅回路（交流等価回路）

R

R

R

R

v

R

v

hパラメータによる小信号等価回路

v

v

i

i

h

i

h

v

v

i

i

h

v

h

h

i

1

/

h

0

≅

h

R

h >>

/

1

増幅回路

v

v

i

i

R

出力インピーダンス

入力インピーダンス

増幅度（利得）

エミッタ接地回路

i

I +

i

I +

v

v

R

v

v

i

i

h

v

h

h

i

1

/

h

出力インピーダンス

入力インピーダンス

エミッタ接地回路の小信号等価回路

R

v

v

i

i

h

v

h

h

i

1

/

h

0

≅

h

1

/

_{h >>}

R

R

v

v

i

i

h

i

h

1

/

h

i

v

v

i

i

h

i

h

1

/

h

増幅度

R

h

h

i

h

i

h

R

v

i

R

v

v

A

₌

₌

₌

₌

R

h

/

_>>

1

エミッタ接地回路の電圧増幅度

R

CR結合増幅回路の増幅度

R

R

R

R

v

R

v

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

+

=

=

R

R

R

R

h

h

R

h

h

A

CR結合増幅回路の周波数特性

f

CH

f

CL

f

A

v