矢野健三＊金子一宗＊近藤．只雄＊ （昭和51年9月10日受理）

NDC 541，55

固体インダクタンスの特性の考察

矢野健三＊金子一宗＊近藤．只雄＊

（昭和51年9月10日受理）

Some Considerations of CharacteristicS 6f  a Solid State lnductor．

Kenzou YANo， Kazumune KAN，EKo and Tadao KoNDo

（Received September 10， 1976）

 Already the authors have reported about the characteristics of the Complex Reactance Transistor as a Semi−

cQnductor lnductance．

 Now， in this paper some considerations have been given to the perfermance of a solid state inductor， that is，

the Complex Feedback−type Reactance Transistor．

 Over the preceding paper the results involving more higher frequency ranges are shown，

1 ま え が き

 固体電子回路が集積回路となり，ますます小型化されて いる現在でもC，Rに比べてLを作ることは困難であり，

コイルにかわる等価なインダクタンス回路をつくる種々の 研究が発表されている。

 著者等は先にベース接地形トランジスタ回路の入力イン ピーダンスが誘導性であるが，これ自体ではQが低く実用 的でないので，ベースにリアクタンス・トランジスタ回路 を挿入することによりQの高いインダクタンスをえられる ことを発表したが，今回は学会で既に発表されている帰還 形リアクタンス回路をベースに挿入すると，どのようなイ ンダクタンスをえられるか調査した。インダクタンスの状 態を調べるのが主目的であるが，広範囲の周波数の変化に よりインピーダンスがどのように変化するか測定をしたの でその結果を含めて報告することにした。

A

B 壁10Kn

1

二E

C＝500P ^Trl

A826 ^T，2C945

R3＝3Kn

昨100Ω

Fi．cr．1 Circuit of Feedback−type Reactance Transistor．

Tr 3

A826 c

Rl．＝5KQ

監＝10K

D

 1

乱E

C＝500P

稽3K。

Trl

  Tr2A826   C945

2 実験方法と結果

R4＝1009

襲K。

 Fig．1は帰還形リアクタンス回路であり， Fig．2はFig．

1の回路をトランジスタTr3のベースに挿入した回路であ るので複合帰還形リアクタンス回路と名づける。

 測定の方法はFig．1， Fig・2の回路のAB端子， C D端

Fig．2 Circuit of CompleX Feedback−type ．Reactance    Transistor．

＊電気工学科

子にインピーダンス・メータを接続して動作状態の回路の インピーダンスを測定する。

 Fig．3， Fig．4はFig．1， Fig．2の回路において周波数 と直流バイアス電流をパラメータとしてAB端子， CD端 子より測定したインピーダンス・ダイヤグラムである。

一95一

津．山高専紀要第14．号（1976）

lmag．

ft

5QO

o

一500

O．5，0．8，LO，1．3，1．5，20，3．0，5．0，8，0，lo

ls，20，30 MH2

炎ミこ・

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AAAAAmmmmm3580500011＝冒3冨置IilI−o●ロムX   り

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9

．500

oMH， 500 ¹⁰⁰⁰

︑愈

慧

Fig．3 lrnpedance diagram of Feedback−type Reactance    Transisfor circuit．

o

一300

O，5 O．8 to 1．3 ts 2．o 3．o 5．0 MHz

！芙

       ．

×

，05．MH乏

。．R1禺3KΩ 1Bi ＝．5 K． R

xRi ＝loKn

Rea1． ・st

．lmag． ．

Ω       0．5、0．8，1．OJ．3、t5畢2，0t3、O雪5，0．8、0，10

    15，20、30 MHz 500

        ●

◎1こくA・

    じ      ロ

・・鴨 D． ̲

0

．．R00

II         O．︑＼い

＼＼ ＼ ^{o 1＝O．3ma 1＝O・5in ∴}_{口1胃0．8ma}

ム1胃↑．Oma xl＝1．5ma 

1，k，7／

  ●   鳶

鋤

      コ   

． 》：娑

豊efi・

BOO

Fig．4 lmpedance of Complex Feedback−type Reagtance    Transistor circuit．

．Fig・5NFig・9はFig・4の測定結果よりQの高いしがえ られる直流バイアス電流1ゴ0．51nAの状聾を基準にして，

回路素子R1， R3， R4， R5， Cを変化した時のCD端子よ りみたインピーダンスの変化を示すインピーダンス・ダイ ヤグ．ラムである．測定．し．た室内温度eま．30．Cの時めもので ある。又この度は定量的な解析をせず，ただ定性的な見地 よりインピーダンスの肇化する状態を調査した結果のみを 報告する。

Fig．5 Impedance diagram of C．F．R．T by ehanging of Rl．

 Imag n 500

o

300

グ〆

グ

 ？

・覧。，嘘

O．5，0．B，1．0，1．3，1．5，2，0，3．0，5．OMH．

  ．餐ミミ※

ΩΩΩΩΩKKKKK12345．＝一二＝＝一

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5ツ

  Re邑し

1tl ， st

   800

Fig．6 lmpedance diagram of C．F．R．T by changing of R3・

 Im4g・

 n500

o

一200

O．5 08 1，0 1．3 1．5 zO 3．0 5，0 MHi

／雫＼．灘

O−5MHz

ReaE．

R 500

5MH・。．・ム

800

Fig．7 lmpedance diagram of C．F．R，T by changing of R4．

一．一 96 一

固体インダクタンスの特性め考察．．矢野・金子・近藤

1而9．

n 一J e．5 O．8・1．0 1．3 1．52．0 3．0 5．O MHz sbo

o

FFFFPb．PPO縄UOO器齢

一一

̀冒昌CC︷しρ︸O●翼ム

500

ソ

磐a乱

 800

  一300

Fig．8 lmpedance diagram of C．F．R．T by changing of C．

5・・

ﾄ二：二＼麟

◎＼能

。 h一一L−L一一L一一一gdis          sMHz

Imag． O，5 O−8 1・O 1・3 1・5 2．0 3．0 5．0 MH，

ft

一300

ン／

，．．一，．一一一．．．．，，．．．．，，，，，，；一

Fig．9 lmpedance diagrarn of C．F．R．T by changing of Rs．

3 特性の考察

 1，Fig．3をみる限り2 MHa程度までは直派バイアス電 流が大きい程，Qの高いインダクタンスがえられる。30 MHe付近になると直流バイアス電流にあまり影響されずイ

ンピーダンス値は同じような値となっている。

 2．Fig．4は予想としてFig．3のカーブガ，同一周波 数，直流バイアス電流に対してQの高いインダクタンスに 改善された状態のカーブとなって類似的にとれると考えた のであるが，低い直流バイアス電流の時にのみQの高いイ ンダクタンスがえられた。最適直流バイアス電流は0．5〜

0．8mAの範囲と考えられる。

 3．Fig・3， Fig・4を比較してみると複合帰還形リアク

タンス回路の方が同一条件に対してインピーダンスの絶対 値は減少してい．るがQの高いインダクタンスがえ．られるζ

とがわかる。．．

 4．抵抗R1は入力インピーダンスのQを低下．させる要 素であるから高い方がよい6その反面電源電圧が高くなる 欠点がある。そとで最適値ぷどの程度か調べてみた。eig．

5の結果をみる限り，この程度の抵抗の変化では高いQの インダクタンスがえられる付近では予想に反して大きな差 がないことがわかった。

 5．Fig・6からは1／ωc《R3である程，即ちR3が大き い程Cの両端電圧が入力電圧より遅れを増加させるのでイ ンダクタンス分の増加することが考えられる。測定結果も それを示している。

 6．Fig．7においては， R4の両端電圧がトランジスタ Tr2を駆動するので， R4の変化が総合入力インピーダン スに影響する筈であるが，Tr2の入力インピーダンスが小 さいため左程影響のないことを示している。

 7．Fig．8においては5で述べたのと同じ理由にて1／

ωC《R3になる程，即ちCが大きい程インダクタンスが増 加するので，Fig．6とよく似た傾向のカーブである。しか

しC，fが大きくなると駆動電圧自体が減少するので例え ば500PFのCの値のところではQの高いインダクタンス がえられない。

 8．Fig．9においてはトランジスタTr3の負荷抵抗Rs が1〜3KΩの範囲ではカーブも類似しておりQの高いイ

ンダクタンスがえられることがわるが，4〜5KΩの範囲に なると急にQの低いインダクタンスしかえられないカーブ に移動してしまったのは予想外の結果であった。

4 あ と が き

 最後に今後の問題点等を列挙する。

 1，ベース接地形トランジスタはトランジション周波数 の時，理論上最大の入力インダクタンスがえられる。しか し，Rは大きいのでQは小さい。 Fig．2の回路で入力イン ピーダンスが低い周波数のところで高いQのしをうるた め，高周波トランジスタ2SA 26（Tr 3）のかわりに低周波 トランジスタ2SB54を用いた。結果は予想に反してよく なかった。トランジョン周波数とインダクタンスの関係に ついて更に研究してみる必要がある。

 2． トランジスタTr3の負荷抵抗1〜5と入力インピーダ ンスの間に急な変化もみとめられるので更に研究してみる 必要がある。

 3．温度変化によるインピーダンスの変化についての検 討は今後に残される。

一 97 一一

津山高専紀要第14号（1976）

文 献

1）舛岡，北村，西沢：zzA合リアクタンス・ダイオード  の解析 ，電子通信学会論文（C），53−C，5，（昭和  45．5）， 271

2）舛岡，西沢．：蟹後合リアクタンス・トランジスダ，

 電子通信学会全匡大会（昭46−3）866

3）宗形，舛岡，西沢： 帰還形リアクタンス・トランジ  スタ ，電子通信学会全国大会（昭和46−3）867 4）野口，近藤，吉田： 二霞接続のリアクタンス・トラ   ンジスタ ；電子通信学会全国大会（昭和48−3）112 5）金子，近藤：ttta合リアクタンス・トランジスタの特  性 ，津山高専紀要 昭和49年度

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