トランジスタ/FET接続

トランジスタ/FET増幅

能動素子のトランジスタ/FETをエミッタ/ソース接地回路、エミッタフロワー(コレクタ/ドレーン接地)回路、ベース/ゲート接地回路という基本増幅回路に組むことで電圧増幅または電流増幅、信号加工、数学演算の目的を達する。接地回路の特徴は以下に示す。一言で其々の特徴をいうと、エミッタ/ソース接地が電圧増幅、コレクタ/ドレーン接地は電流増幅、ベース/ゲート接地は高周波に向いている。また互いの良いのを生かすような、能動素子または接地回路の複用また併用することにより更に都合よく増幅可能となる。

増幅回路/特徴電圧増幅度電流増幅度入力抵抗出力抵抗
エミッタ接地 
コレクタ接地 低、約1倍
ベース接地低、約1倍
ソース接地
ドレーン接地 低、約1倍
ゲート接地低、約1倍

同種能動素子の複用

同種とはnpn同士またはpnp同士を指す。ダーリントン接続、カスコード接続(縦積み)、パラレル接続、差動増幅接続、カレントミラー、デュアルトランジスタ等。

異種能動素子の併用

異種とはnpnとpnpの混在を指す。プッシュプル接続、インバーテッドダーリントン接続、多段接続(例、電圧増幅のエミッタ接地回路+電流増幅エミッタフロワー回路)、オペアンプ等。

負帰還、正帰還回路

出力を反転させて入力に帰還する負帰還は周波数特性、歪み、雑音特性、安定性が改善される。出力を反転せずにぞのまま帰還させる正帰還は信号の増幅に伴い雑音もが増幅され、不安定な出力信号をなってしまう。負帰還回路であっても信号の周波数が高くなるにつれて位相が変化し、正帰還になってしまう。正帰還になっても不安定にならないようにコンデンサ等を使って回路の安定性を確保する。

入力、出力インピーダンス

入力抵抗は回路を入力側から見たときのインピーダンスに対して、出力抵抗は出力側から見たときのインピーダンスである。一般的には回路設計の目標として、入力抵抗は大きく即ち電圧を大きく入力して、出力抵抗が小さい即ち電圧を大きく出力可能な回路が好ましい。バッファ回路を組み合わせた多段回路は、出力抵抗を下げることができる。

抵抗、コンデンサ、コイルの併用

分圧の抵抗、結合(カップリング)=ハイパス(パスコン)で直流阻止、交流通過、デカップリング=ハイパス(パスコン)で電源の交流的な抵抗を下げて、安定させるコンデンサ、ハイパスフィルタ(微分回路)、ローパスフィルタ(積分回路)、高域増強、高周波広帯域増強するRC回路、同調増幅するLC回路等と併用する。

参考書籍

定本 トランジスタ回路の設計、鈴木雅臣氏、CQ出版社

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