差動増幅回路

質問

差動増幅回路の両端のトランジスタのコレクタ電流÷ベース電流の値を同じにすれば電源電圧や周囲温度の影響を受けにくくなるのは何故ですか？

回路図は
http://www-nh.scphys.kyoto-u.ac.jp/~enyo/kougi/elec/node28.htmlの左側の図です。

またこの回路図で左右のRｃに流れる電流、電圧の値が違ってくるのは何故でしょうか？

よろしくお願いします。

回答No.2

Mayday_Mayday · ベストアンサー

＞同じ特性のトランジスタを選定すると何故電源電圧や周囲温度の影響を
＞受けにくくなるのかが分かりません。

差動増幅器の原理は御存知でいらっしゃいますか？
こんな感じです。↓
●http://www.cqpub.co.jp/hanbai/PDF/34481/3448_6syo.pdf
●http://cmos.seesaa.net/article/156472.html

簡単に言えば、右のトランジスタの出力電圧が１０V、左のトランジスタの電圧が３Vであれば、差動増幅器の出力は、１０－３＝７Vになります。
もし、両方とも１０Vであれば、１０－１０＝０Vですね。

ご質問の「電源電圧や周囲温度の影響」ですが、2つのトランジスタは、どちらも共通の電源に接続されていますから、片方だけの電源電圧が変動することはありえないですよね。もし、電源電圧が変動しても両方の電圧が変わりますから、その差は、いつもゼロです。
また、周囲温度の変化も、２つのトランジスタは、すぐ近くにありますから、片方だけが温度上昇するって言うことは、普通はありえません。温度変化があってコレクタ電流に影響があっても、2つの特性が同じトランジスタであれば、同じ様に電流若しくは電圧が変化しますから、その差はやはりゼロになります。だから、『原理的』には、そのような影響が出力に現われることはありません。

＞実際に動作させると左右のRｃに流れる電流、電圧の値が完全には一致しないようで・・・

＃１さんの回答でよいと思います。
実験で行なった回路は、ディスクリート（個別部品）で組まれているものですか？　IC（集積回路）ではないですよね？
個別部品の場合、型番号が同じトランジスタでも、電流増幅率はばらつきがあり、まったく同じ特性のものを用意するのは、かなり難しいです。しかし、オペアンプなどICであれば、ほとんど同じなので、ディスクリートよりは、誤差は小さいと思います。オフセット調整も出来ますし。

抵抗にも炭素皮膜で±5%、金属皮膜で±1%の誤差はありますが、トランジスタのほうが大きな誤差を持っていますので、それほど影響はないと思います。

回答No.3

angkor_h

No1です。

>同じ特性のトランジスタを選定すると何故電源電圧や周囲温度の影響を受けにくくなるのか
⇒両方のトランジスタが同じ影響を受けるので、「差分」には現れないからです。
たとえば、電源電圧を変化させても、個々の出力電圧は影響を受けますが、その「差分」は影響を受けません。

>実際に動作させると左右のRｃに流れる電流、電圧の値が完全には一致しないようでその理由を考えるというものなのですが、
⇒どのくらい違うんでしょうか。数％も違うようであれば何かが間違っていますが、1％未満であれば、それは「一致している」と見るべきでしょう。

＃大体、「両方のトランジスタが同じ特性」で、「何も間違いない状態」という条件で、「…値が完全には一致しないのはなぜか」、という設問は、するほうが間違っている(知ったかぶりの意地悪)と思います。

回答No.1

angkor_h

>コレクタ電流÷ベース電流の値を同じにすれば
⇒回路設計上ではなどでこういうことはできません。そのような特性のトランジスタを選定することが必要です。
差分で動いているので、出力の差分も影響がなくなります。「差分」に注目してください。

>左右のRｃに流れる電流、電圧の値が違ってくるのは
⇒どういうときにどのように違ってくるのですか?　
静特性では、違いはありません(違いがあったら設計ミス、部品選択ミス、要は間違っています)。

左右対称に動作するのが差動増幅器です。その動作を否定する動作を推定する質問の根拠を示してください。

補足

説明不足と知識不足で申し訳ないです。

もう一度新たに質問させてもらうと
同じ特性のトランジスタを選定すると何故電源電圧や周囲温度の影響を受けにくくなるのかが分かりません。

そしてもう一方は学校の課題なのですが実際に動作させると左右のRｃに流れる電流、電圧の値が完全には一致しないようでその理由を考えるというものなのですが、ご回答いただいたとおり設計ミス、部品選択ミスくらいの考えしか浮かんできません。

何か他に考えられますでしょうか？

よろしくお願いします。