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電子回路Ⅰ 6 1
電子回路Ⅰ第5回
電子回路Ⅰ 6 2
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
半導体増幅回路
・ 増幅の原理
・ 基本回路
バイポーラトランジスタのhパラメータと小信号等価回路
・ 二端子対回路
・ hパラメータ
・ 小信号等価回路
電子回路Ⅰ 6 3
増幅の原理
増幅回路 信号源 負荷
電源
電子回路Ⅰ 6 4
電圧増幅
電流増幅
電力増幅
増幅器の分類
電子回路Ⅰ 6 5
電流増幅作用
CCV
BBV
RL
C
E B
BBV
CCV
RL
C
E B
BBVΔ
CI
BI
CC II Δ+
BB II Δ+
B
CFE I
Ih =B
Cfe I
IhΔ
Δ=
直流動作 微小電圧動作
電子回路Ⅰ 6 6
バイポーラトランジスタの直流電流増幅率
CBE III +=
E
CFB I
Ih ==α
B
CFE I
Ih == β
ベース接地直流電流増幅率
エミッタ接地直流電流増幅率
FB
FB
E
C
E
C
CE
C
B
CFE h
h
IIII
III
IIh
−=
−=
−==
11 αα
β−
=1
電子回路Ⅰ 6 7
電流増幅率
B
CFE I
Ih =B
Cfe I
IhΔ
Δ=
エミッタ接地直流電流増幅率 小信号電流増幅率
feFE hh ≠
一般的に
教科書 pp.57-58 例題1 参照
電子回路Ⅰ 6 8
パラメータの表記方法
小文字 ・ 交流成分 ・ 小信号成分
ci mg
大文字 ・ 直流成分 ・ 大信号成分
CEV CI
大文字 ＋ 小文字 ・ 直流成分 ＋ 交流成分
fF hh ⇔fhFh abh
rfoi ,,,ecb ,,
RFOI ,,,ECB ,,
cI Ci
電子回路Ⅰ 6 9
直流成分と交流成分
BBV
CCV
RL
C
E B
cCC iIi +=
bBB iIi +=
Bv
電子回路Ⅰ 6 10
ベース接地回路
エミッタ接地回路
コレクタ接地回路
トランジスタの基本増幅回路
電子回路Ⅰ 6 11
バイポーラトランジスタのバイアス方法 ベース接地 （Common Base）
EI CI
共通端子
BI
n p n C E
B
CBVBEVBE間 順方向電圧
CB間 逆方向電圧
電子回路Ⅰ 6 12
ベース接地回路
EI CI
共通端子 （ベース）
BI
RL C E
B
電子回路Ⅰ 6 13
バイポーラトランジスタのバイアス方法
CEV
BEV
EI CI
エミッタ接地 （Common Emitter）
共通端子
0<⇒< CBCEBE VVVCB間 逆方向電圧
n p n C E
B
BE間 順方向電圧
電子回路Ⅰ 6 14
エミッタ接地
EI CI
共通端子 （エミッタ）
BI
BBV
RL
CCV
C E
B
電子回路Ⅰ 6 15
コレクタ接地
EI CI
共通端子 ※ AC接地 （コレクタ）
BI
C E
B
BBV
RL
CCV
電子回路Ⅰ 6 16
ベース接地回路
BBV
CCV RL
C
E B
OV
電子回路Ⅰ 6 17
エミッタ接地回路
CCV
RL
C
E B
BBV
iv
電子回路Ⅰ 6 18
コレクタ接地回路
CCV
RL
C
E B
BBV
iv
電子回路Ⅰ 6 19
動作原理（エミッタ接地回路）
CCV
RL
C
E B
BBV
CCV
RL
C
E B
CI
BI
cC iI +
bB iI +
直流回路 直流＋微小交流電圧
BBV
iv
OV oO vV +
電子回路Ⅰ 6 20
バイポーラトランジスタの電流-電圧特性
アーリー効果（ベース幅変調効果）を含む場合 CI
CEV0
↑BI
電子回路Ⅰ 6 21
BBV
CCV
RL
C
E B
CI
BI?BI
トランジスタのバイアス
電子回路Ⅰ 6 22
トランジスタのバイアス
CI
CEV0
?BI
負荷線
CCV
L
CC
RV
LR1
−傾き:
電子回路Ⅰ 6 23
負荷曲線と動作点
CI
CEV0
BPI動作点（OP）
負荷線
CCV
L
CC
RV
LR1
−傾き:
電子回路Ⅰ 6 24
動特性と図式解法
CI
CEV0
動作点（OP）
負荷線
CCV
L
CC
RV
LR1
−傾き:
BI
BEV0
BI
電子回路Ⅰ 6 25
増幅度と利得
増幅回路 iv ov
ii oi
RL
電子回路Ⅰ 6 26
デシベル（dB）表記
増幅度を対数表示（利得） ・ 基準に対する比 ・ 無次元
in
out
VVdB log20][ =
in
out
PPdB log10][ =
なお、電力の場合には、
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛===
in
out
in
out
in
out
in
out
VV
VV
RVRV
PPdB log20log10
//log10log10][
2
2
2
電子回路Ⅰ 6 27
デシベル（dB）表記
増幅度 電圧利得 [dB] 電力利得 [dB] ｘ 2 6 3
ｘ 10 20 10
ｘ 20 26 13
ｘ 100 40 20
ｘ 500 54 27
ｘ 1000 60 30
ｘ 10000 80 40
ｘ 100000 100 50
ｘ 1000000 120 60
in
out
PPdB log10][ =
in
out
VVdB log20][ =
電子回路Ⅰ 6 28
デシベル（dB）表記
増幅度 電圧利得 [dB] 電力利得 [dB] ｘ 0.5 -6 -3
ｘ 0.1 -20 -10
ｘ 0.01 -40 -20
ｘ 0.02 -34 -17
ｘ 0.001 -60 -30
電子回路Ⅰ 6 29
多段増幅回路
増幅回路 iv 1v RL 増幅回路 2v 増幅回路 3v
電子回路Ⅰ 6 30
大信号動作と小信号動作
VDS
IDS
VGS
デジタル
VDS
IDS
VGS
アナログ
動作点（OP）
動作範囲
動作範囲
動作点のまわりの領域 非線形 → 線形近似
非線形動作
電子回路Ⅰ 6 31
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
電子回路Ⅰ 6 32
二端子対回路（四端子回路）
1V 2V
1I 2I
例えば、以下のブラックボックスの回路があるとき、入力／出力の電圧と電流の関係を考える
※ 二端子対回路について詳しくは、3年前期「電気回路Ⅳ」で学習する。
電子回路Ⅰ 6 33
Zパラメータ
1V 2V
1I 2I
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
2
1
2221
1211
2
1
II
ZZZZ
VV
⎩⎨⎧
+=
+=
2221212
2121111
IZIZVIZIZV
02
222
01
221
02
112
01
111
12
12
,
,
==
==
==
==
IV
IV
IVZ
IVZ
IVZ
IVZ
例えば、以下のブラックボックスの回路があるとき、電圧と電流との関係を考える
電子回路Ⅰ 6 34
hパラメータ
h 1V 2V
1I 2I
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
2
1
2221
1211
2
1
VI
hhhh
IV
⎩⎨⎧
+=
+=
2221212
2121111
VhIhIVhIhV
hybrid
02
222
01
221
02
112
01
111
12
12
,
,
==
==
==
==
IV
IV
VIh
IIh
VVh
IVh
電子回路Ⅰ 6 35
エミッタ接地回路
C
E B
oi
ii
ivov h iv ov
ii oi
022
021
012
011
,
,
==
==
==
==
io
io
io
o
vi
o
io
i
vi
i
vih
iih
vvh
ivh
電子回路Ⅰ 6 36
トランジスタとhパラメータ
h 1V 2V
EI CI
ベース接地回路
02
222
01
221
02
112
01
111
12
12
,
,
==
==
==
==
IV
IV
VIh
IIh
VVh
IVh
ob
fb
rb
ib
hhhhhhhh
→
→
→
→
22
21
12
11
h 1V 2V
BI CI
02
222
01
221
02
112
01
111
12
12
,
,
==
==
==
==
IV
IV
VIh
IIh
VVh
IVh
oe
fe
re
ie
hhhhhhhh
→
→
→
→
22
21
12
11
エミッタ接地回路
電子回路Ⅰ 6 37
hパラメータと等価回路
h iv ov
ii oi
022
021
012
011
,
,
==
==
==
==
io
io
io
o
vi
o
io
i
vi
i
vih
iih
vvh
ivh
⎩⎨⎧
+=
+=
2221212
2121111
VhIhIVhIhV
⎩⎨⎧
+=
+=
oio
oii
vhihivhihv
2221
1211
⎩⎨⎧
+=
+=
ooifo
oriii
vhihivhihv
o
f
r
i
hhhhhhhh
→
→
→
→
22
21
12
11
電子回路Ⅰ 6 38
hパラメータによる小信号等価回路
iv ov
ii oi
C
E B
oi
ii
ivov
ieh
orevh ifeih oeh/1
電子回路Ⅰ 6 39
hパラメータによる小信号等価回路
iv ov
ii oiieh
ifeihiv ov
ii oiieh
orevh ifeih oeh/1
0≅rehLoe Rh >>/1
増幅回路 iv ov
ii oi
RL
電子回路Ⅰ 6 40
小信号等価回路（ MOSFETとの比較）
bev' ov
ii oibr
bemvg ' orπriv
