電子回路Ⅰ 第1回(2006/10/16)

電子回路Ⅰ 第６回(2008/11/17)
FETの等価回路
トランジスタのバイアス回路（復習）
今日の内容






FETの等価回路
バイアスの必要性
動作点
バイアス回路
動作点の温度安定性
動作点の安定化
FETの特性
(大事なのは交流)
D
•ゲート電流は流れない
•ドレイン電流IDはVGSとVDSに依存する
I D  f VGS ,VDS 
ID
G
VDS
I Dの変化分は
I D
I D
dID 
dVGS 
dVDS
VGS
VDS
VGS
S
交流（時間的に変化する成分）について
I
V
I D VDS
1
g m  D g m : 相互コンダクタンス DS 
 g m rd
iD  g m v gs  vds
VGS
VGS VGS I D
rd
1
I
 D rd : ドレイン抵抗
rd VDS
 　: 電圧増幅率
FETの等価回路
1
id  g m vgs  vds
rd
D
id
G
vds
vgs
S
G ig=0
id
D
VDS
 g m rd  　VGS
G ig=0
gmvgs
vgs
rd
S
電流源表示
vgs
rd id D
gmrdvgs
+
(vgs)
S
電圧源表示
バイポーラトランジスタの動作
電位
拡散
一部
再結合
加速
（ドリフト）
再結合
p
エミッタ
順バイアス
n
ベース
p
コレクタ
逆バイアス
バイポーラトランジスタを流れる
電流
エミッタ
ベース
コレクタ
I C  I E (  1)
（理想的にはゼロ）
I C  I E (  1)

I C  I E 
I B  I B  hFE I B
1
I E  I B  Ic
バイポーラトランジスタの特性
出力 IC
入力 IB
B
C
E
VBE
VCE
IE
注意すべき点
IC, VCE, IBは全てプラス
（厳密には短極性）
RL
トランジスタは単極性の信号し
か増幅できない
IB
増幅
IC
出力 IC
t
t
入力 IB
C
B
E
VBE
増幅
でき
ない
IB
IE
IC
t
t
VCE
RL
どのようにして交流信号を増幅する
か？入力側（ベース）の工夫
B
元の信号（プラスマイナスを含む）
E
増幅可能
IV
入力 IB
バイアスしてプラスのみの信号にする
C
B
E
VBE
IE
バイアス
VBB
BE
VBB
VBB
バイアス後
V
バイアス前
どのようにして交流信号を増幅する
か？出力側（コレクタ）の工夫
出力 IC
入力 IB
とにかく大きなVCCを印加する
C
B
VCE
E
VBE
IE
VBB
VCC
RL
出力を再び交流にするには
出力 IC
入力 IB
C
B
E
VBE
IE
VBB
C
+
VCE
VCC
コンデンサを入
れて直流分を
カット
RL
－
VCCの選び方
VCCはどれくらい大きくすれば
良いか？
出力 IC
入力 IB
C
B
VCE
E
VBE
IE
答：
負荷に流したい電流IC
（次段に伝えたい電圧 IC RL）
および
トランジスタの増幅率
で決める
VBB
VCC
RL
動作点（バイアス電圧だけのIC,VCE,IB
出力 IC
の関係）
入力 IB
使用するトランジスタの特性表を手に入れる
B
VCE
E
VBE
使用する電源でVCCが決まる
IE
I C  0のときVCE  VCC
VBB
VCE  0のときI C  VCC /RL
VCC  I C RL  VCEより　IC 
C
VCC
1
VCC  VCE 
RL
負荷線の中心（動作点）のIBが流れるようにVBB
を決める
注意点： VBEは必ず0.6V必要
トランジスタの入力抵抗はhie
Q
RL
２電源バイアス回路
出力 IC
I B  VBB / hIE
入力 IB
I C  hFE I B
B
VCE
E
VBE
IE
VCE  VCC  I C RL
VBB
問題点：電源が２つ必要
C
VCC
RL
１電源バイアス回路(簡易型)
I B  VCC  VBE  / RA
RA
入力 IB
I C  hFE I B
VCE  VCC  I C RL
B
VBE
出力 IC
RL
IE
C
E
VCE
VCC
１電源バイアス回路
VBB , I C , VCE を
RL
RA , RB , RL , RE ,
I B , hFE , VCC で
入力 IB
VBB
RB
C
B
VBE
表しなさい
出力 IC
RA
VCE
IE E
RE
VCC
１電源バイアス回路
VBB
RB

V CC
RA  RB
RL
I C  hFE I B
VCE  VCC  I C RL  I E RE
 VCC  I C RL  RE 
出力 IC
RA
入力 IB
B
VBB
VBE
RB
C
VCE
IE E
RE
VCC
バイポーラトランジスタを流れる
電流(厳密には)
エミッタ
ベース
コレクタ
I C  I E (  1)
（理想的にはゼロ）
I C  I E (  1)
I CB 0

1
IC 
IB 
I CB 0  hFE I B  1  hFE I CB 0
1
1
温度の影響

I CBO  I CBO 2
T / 6

1
VBE  2 10 T
3
3
hFE  hFE  6 10 T
I C  S1I CBO  S 2 VBE  S3 hFE
I C
I C
I C
S1 
, S2 
, S3 
I C BO
VBE
hFE
安定指数
温度による動作点のズレ
QがQ’にずれると、
出力波形が歪む
REによる安定指数の向上
I C
RB
S1 
 1
I C BO
RE  RB / hFE
I C
1
S2 

VBE
RE  RB / hFE
I C VCC  VBE  RB I CBO RB
S3 

hFE
RE  RB / hFE 2 hFE 2
RB
入力 IB
RL
C
B
VBE
出力 IC
VCE
IE E
RE
VCC

Download Report