設計問題

質問

エミッタ設置増幅回路で下記の要件を満たす増幅器を設計せよ。

電流利得:30倍
低域遮断周波数fL:20Hz
負荷抵抗RL:600Ω
における無ひずみ対称振幅:5Vp-p

使用するトランジスタはhfe=120、rbb'=100Ω、hoe=hre=0、Cb'e=500pF、Cb'c=5pFのパラメータを持つものとする。また、Vcc=12V、k=0.3、信号源の内部抵抗Rs=600Ωとする。

1)動作点を求めよ
2)定めたR1、R2、Rc、REの値を示せ。
3)中域の電圧利得Av、入力インピーダンスZin、出力インピーダンスZoutはいくらか。
4)定めたCc1、Cc2、CEの値を示せ。
教えていただきたいです。

回答No.3

ohkawa3

回答(1)に記載した通り、題意を理解できない箇所があるので、出題者の意図した答えとは異なると思いますが、回路の設計例を提示します。

1) 無信号時のコレクタ電流≒7.82mA，コレクタ電圧≒5.59V
2) 回路図中に記載
3) Av≒81.6　　Zin≒455Ω　　Zout≒820Ω
4) 回路図中に記載

ここで提示した回路は、無帰還のエミッタ接地回路なので、歪み特性がよくありません。220Ωのエミッタ抵抗を、例えば180Ωと39Ωに分割して、コンデンサを180Ω側に接続すれば、39Ωの抵抗器に流れる電流によって入力に対して電圧負帰還を掛けることができ、歪み特性を改善できます。

回答No.2

ohkawa3

うん十年昔の実務レベルの設計問題ですね。答えは唯一ではなく、多様にあると思います。
おそらくは、出題者が回路図を提示していて、R1、R2、Rc、RE、Cc1、Cc2、CEなどが回路のどの位置に接続されているかを示している筈です。
また、トランジスタの特性についてhパラメータが示されていますが、直流特性についての指定がありません。使用するのはシリコントランジスタであって、VBE＝0.7Vと仮定するなどの前提条件があると思われます。
さらに、k=0.3の「k」とは何を表す量記号でしょうか？
電流利得:30倍とする題意も不可解です。

答えが多様にあることが想定されるので、単にR1、R2、Rc、RE、Cc1、Cc2、CEなどの値を提示しただけでは合否を判定できないので、導出過程を提示する必要があると思われます。

回答(1)さんのご指摘も考慮し、この出題の背景をきちんと提示なさることをお勧めします。