固定バイアス回路と自己バイアス回路について

質問

固定バイアス回路については安定度が悪いという特徴が記載されているのですが、なぜ悪いのでしょうか。悪いという説明はどのようにしてすればよいのでしょうか。
また、自己バイアス回路について出力信号の位相が入力信号から１８０°反転するとの記載があるのですが、なぜ（どのようにして）反転するのでしょうか。また、この反転は自己バイアス回路だけでなく、固定バイアス回路でも同様に反転するのでしょか。

回答No.2

KEN_2 · ベストアンサー

トランジスタの増幅回路での質問として回答します。

トランジスタなど増幅素子は温度係数があり、環境や自己発熱で温度が変化します。
この変化で動作点や増幅度が変化するのを前提とします。

１．単純な固定バイアス回路に対して、自己バイアス回路は負帰還が掛かり動作点が補正されます。－－よって固定バイアス回路は安定度が悪いとされています。・・・・

２．だだし、自己バイアス回路は安定度に対して十分ではなく、回路の応用性に制限が伴い固定バイアス回路に下記の処置で安定度と応用性を拡大しています。

２．１エミッタとグランド間に抵抗入れて、自己バイアス回路を形成し負帰還を掛けています。－－－こちらが一般的で固定バイアス回路と組み合わせます。

２．２コレクタとべース間にバイアス用抵抗を入れる負帰還は動作範囲が狭いので応用性が低いです。

３．入力信号から１８０°反転するとのは、トランジスタなど増幅素子の常で自己バイアス回路だけでなく、固定バイアス回路でも同様に反転します。

３．１入力信号の電流変化がコレクター電流の変化になりますので、出力電圧は電圧降下変化なので入力信号から１８０°反転となります。

お礼

順序だてた説明ありがとうございます。
整理しやすくなっていました。
こだわりすぎかと思いますが、
最後の180度反転について、なぜ？どのような回路がどのように働いて・・・というか、どういう原理で反転しているのか、反転させられているのでしょうか。

回答No.1

Denkigishi

念のため、固定バイアス回路は電源とベース間にバイアス用抵抗が入っている回路、自己バイアス回路とは、コレクタとべース間にバイアス用抵抗が入っている回路とします。
トランジスタが温度変化をすると基本的な特性が変化します。特にコレクタ遮断電流の変化が問題です。その変化が増幅回路にそのまま影響すると、安定性が悪いということになります。
固定バイアス回路はそのことに対して何の対策もされていないので安定性が良くないとされます。
一方、ベース入力電圧が増えるとコレクタ電圧は下がることから、自己バイアス回路は負帰還（negative feed back）作用があります。質問文の「反転する」というのは「負帰還する」つまりベースの入力電圧と方向が反対（位相差180度）の信号がベースに加わるということです。負帰還が働くと増幅回路は当然安定するので（この理由をここで再質問しないで下さい。ネガティブフィードバックの常識なので）、自己バイアス回路の方が安定性が高いと言うわけです。
なお蛇足ですが、固定バイアス回路でも、もしエミッタとグランド間に抵抗（と大容量コンデンサを並列に）入れると、この抵抗によって負帰還が掛かるので安定度は向上します。普通はこの回路の方が一般的だと思います。

お礼

詳しいご説明ありがとうございます。再度図書を見直したいと思います。
なお、質問の「自己バイアス回路について出力信号の位相が入力信号から１８０°反転する」とはご回答のとおり負帰還とのことですが、
なぜ、この回路の出力信号が反転してでてくるのか・・・この回路のどの部分で反転する信号を生み出しているのかという疑問でした。
理論的な部分にこだわりすぎかもしれませんが・・・
この回路で結果として反転した信号が出てくると言えばそれまでなのでしょうが。
もうしわけございません。