• ベストアンサー
  • すぐに回答を!

固定バイアスと自己バイアスについて

NPN型のバイポーラトランジスタを使って固定バイアスのエミッタ接地増幅回路と 自己バイアスのエミッタ接地増幅回路を設計して、それぞれ入力信号の電圧を 大きくしていくと固定バイアス、自己バイアスともに出力波形が歪むのですが、 歪みが発生する電圧が固定バイアスの時よりも自己バイアスの時のほうが 高いのには何か理由があるのでしょうか?

共感・応援の気持ちを伝えよう!

  • 回答数5
  • 閲覧数2032
  • ありがとう数2

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • 回答No.3
  • tnt
  • ベストアンサー率40% (1358/3355)

あ、ちょっと追加です。前の回答は忘れてください 「ひずみが発生する電圧」の、電圧は 出力電圧ではなく、入力電圧ですね? (NO.1の方の回答は、出力側で答えています) 答えは、 バイアス抵抗で負帰還が掛かるため、利得が低下して 出力が飽和しにくくなるから です。 でも、このレポートの題材は正しくありません。 こういう回路は無歪の最大出力で出力が評価されるからです。 利得が足りなければ回路を足せばよいのですが、 どうやっても出力には上限があるので こちら(無歪み出力)で回路について表現するのが普通です。 最大入力で評価する事は滅多に無いですね。 入力にアッテネーターを入れてしまえば見かけ上の性能が 上がってしまうわけですから それに、固定バイアスだからと言って、 負帰還を掛けないとも限りません。 (リニアな高周波回路の出力段は、ダイオードで電圧を安定化させた  固定バイアスを使いますが、同時に負帰還も掛けているのが普通です)

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

質問者からのお礼

そうです。歪みが発生する電圧は入力電圧でした。 バイアス抵抗に負帰還が掛かるからですか…なるほど。 参考書片手に理解を深めていきます。ありがとうございました。

関連するQ&A

  • トランジスタの電流帰還バイアス回路の増幅度

    以降に出てくる増幅回路は、小信号電圧増幅で低周波を扱い、エミッタ接地回路のA級増幅です。 バイポーラトランジスタで固定バイアス増幅回路を作成し、入力と出力を実測したら増幅度は約184でした。回路は以下の感じです。 +-----*------------Vcc | | R1 RL | | | *------------Vout | | + | C Vin----C--*-----B NPNトランジスタ 10μF | E | | | | o-------*-----*------------o (hfe×RL)/hieの式で理論値が求まるので、hパラメータのグラフから補正値を読み、hfeとhieにその補正値を掛けて計算したところ増幅度は約180でした。約2%の誤差でした。 今度は、固定バイアス増幅回路で使用したトランジスタを今度は電流帰還バイアス増幅回路で使用し、増幅度を上げるためエミッタ側の抵抗と並列に、スイッチと共に1000μFのアルミ電解コンデンサを付けました。回路は以下の感じです。 +-----*------------Vcc | | R1 RL | | | *------------Vout | | + | C Vin----C--*-----B NPNトランジスタ 10μF | E | | SW | *-----o o--* | | |+ R2 Re C 1000μF | | | o-------*-----*------------o 入力と出力を実測したら増幅度は約200でした。前述の固定バイアスと同じように理論値を計算したところ、増幅度は約260でした。かなりの誤差でした。 抵抗RLの10%誤差、hパラメータのグラフの読み取り誤差を考慮して再計算しましたが、実測増幅度の200には程遠い値しか出ません(250とか...)。 なぜ固定バイアス増幅回路で使用したトランジスタを電流帰還バイアス増幅回路に使用するとこれほどまでに誤差が大きくなるのでしょうか。 回路上で他に見落としがあるのでしょうか。それとも、もともと電流帰還増幅回路はこういうものなのでしょうか。 現在トランジスタの勉強を始めて日も浅く、質問も情報不足や要領を得ないかもしれませんが、どなたかご指導願います。長い質問で申し訳ありませんでした。

  • バイアス点について

    エミッタ接地増幅回路の実験を行ったのですが、バイアス点が理論値と少し違う値になってしまいました。この理由についてわかる方よろしくお願いします。

  • 負荷100Ωの抵抗に最大0.2Wの電力を供給できるエミッタ接地増幅回路を設計したいのですが・・・

     負荷100Ωの抵抗に最大0.2Wの電力を供給できるエミッタ接地増幅回路を設計したいのですが、よくわかりません。要求仕様は、電圧増幅率が20dB、高域遮断周波数40kHz、電源電圧が15Vです。バイポーラトランジスタを使用します。 どのように設計したらいいですか?

その他の回答 (4)

  • 回答No.5

No.4のymmasayanです。 No.4は勘違いでした。No.3の方の回答が正しいです。済みませんでした。 実用回路で通常頻繁に使われる電流帰還バイアス回路と混乱してしまいました。 参考URLにもはっきり負帰還と書いてあります。 このなかの3つ(特に2つ)の回路図をじっくり比較してください。

参考URL:
http://www-nh.scphys.kyoto-u.ac.jp/~enyo/kougi/elec/node34.html

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

質問者からのお礼

早速、参考URL使わせていただきました。 時間は掛かりましたが、何とか理解しました。 ありがとうございます。

  • 回答No.4

質問の条件で、自己バイアス回路のバイパスコンデンサーについて触れてないので 議論が不毛になっています。 自己バイアス抵抗に並列に充分な容量のバイパスコンデンサを接続してあれば No.3で言われている負帰還は発生しません。(増幅度は落ちない) バイパスコンデンサが無い場合、負帰還が起こり、増幅度が落ちます。 どちらの回路かによって議論が変わります。 あ、バイパスコンデンサの有無による特性の違いの考察が目的だったのかな。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

  • 回答No.2
  • tnt
  • ベストアンサー率40% (1358/3355)

「ひずみが発生する電圧」の、電圧は 出力電圧ではなく、入力電圧ですね? (NO.1の方の回答は、出力側で答えています) 答えは、 バイアス抵抗で負帰還が掛かるから です。 でも、このレポートの題材は正しくありません。 こういう回路は無歪の最大出力で出力が評価されるからです。 利得が足りなければ回路を足せばよいのですが、 どうやっても出力には上限があるので こちら(無歪み出力)で回路について表現するのが普通です。 最大入力で評価する事は滅多に無いですね。 入力にアッテネーターを入れてしまえば見かけ上の性能が 上がってしまうわけですから それに、固定バイアスだからと言って、 負帰還を掛けないとも限りません。 (リニアな高周波回路の出力段は、ダイオードで電圧を安定化させた  固定バイアスを使いますが、同時に負帰還も掛けているのが普通です)

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

  • 回答No.1
  • ojin
  • ベストアンサー率43% (280/638)

自信はありません。 バイアスの設定が正しくないのではないでしょうか? >歪みが発生する電圧が固定バイアスの時よりも自己バイアスの時のほうが 高いのには何か理由があるのでしょうか? 信号の大きさにより、バイアス点が移動するためではないかと思います。 いずれも、トランジスタの特性曲線から、バイアス点を設定する必要があると思います。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

質問者からの補足

固定バイアスの入力信号の電圧を0.2Vまで上げてみて出力波形の歪みを 確認して自己バイアスの場合、歪みが出る電圧が固定バイアスの時より高い こと(0.2V以上)を確認し何故そうなるのかを考える というレポートなんです^^; 分かりにくいですね、すみません。

関連するQ&A

  • トランジスタ増幅回路のカップリングコンデンサ

    バイポーラトランジスタ1個を使用した増幅回路が、様々な書籍で見られますが、入力側にカップリングコンデンサがある回路図が多々あります。 回路のタイプとして次の条件を前提とします。 ・小信号の電圧増幅で低周波を扱う ・エミッタ接地回路でA級増幅 ・固定バイアス増幅回路 この回路の場合、バイアスをかける準備として、入力側の直流成分をカットするためにカップリングコンデンサを使用すると認識しています。 ですが、回路図を見ると、電解コンデンサ(アルミかタンタルかわかりませんが)が使われていたり、そうでないコンデンサが使われていたりマチマチです。また、電解コンデンサの場合、+極性はトランジスタ側となってます。 そこで質問です。 1.電解コンデンサとそれ以外のコンデンサとどちらが一般的でしょうか。もしくは、コンデンサの種類の決め方があるのでしょうか。今回の場合は低周波用だと思いますが、それでも幾つかの種類があります。どの様な考え方で選択すればよいのでしょうか。 2.電解コンデンサの場合、+極性はトランジスタ側になりますが、   入力信号(mV程度)< VBEベース・エミッタ間電圧(0.7V程度)  という大小関係からくるものでしょうか。 長い質問になりましたが、よろしくお願いいたします。 トランジスタはnpn型で考えてます。

  • 増幅回路について

    エミッタ接地の増幅回路で、 入力電圧(交流)を大きくしていくと、 出力電圧の波形が大きくなり、やがて波形の上側、下側歪みますが、 この歪みについて質問です。 片方の歪みは、電流がトランジスタを通る際に、 逆方向電流が通らないことから生じると思うのですが、 なぜ両側に歪みが生じるのでしょうか? また、この歪みの上限は、 入力電圧を大きくしていくと下がりますが、 上限が下がるのはなにを意味するのでしょうか?

  • ベースバイアス電流の可変について

    添付した写真はハイポーラトランジスタのエミッタ接地増幅回路を示した回路図です。この回路図の左端にある抵抗Rvを調整することで、ベースバイアス電流IBを可変できますが、それができる原理が分かりません。教えてください。

  • エミッタ接地増幅回路について教えてください><

    教えていただきたいことは2つあります。 (1)エミッタ接地増幅回路はなぜ入出力波形の位相が反転するのでしょうか。 (2)エミッタ接地増幅回路はなぜ入力電圧が大きくなったとき出力波形が歪んでしまうのでしょうか。 1つでもわかる方がいらっしゃいましたらどうか回答よろしくお願いします。

  • バイポーラトランジスタの問題です。

    バイポーラトランジスタの問題です。 写真にあるようなトランジスタの回路のバイアス成分についてです。 ベース・エミッタ間電圧が0.6vと近似するとき、ベースバイアス電圧はそのまま0.6vでいいのでしょうか? またエミッタバイアス電流は単純にコレクタ電流を出して、コレクタ電流と等しいとして出してもいいでしょうか? どなたかわかる方で回答よろしくお願いします!!

  • バイポーラトランジスタの簡易的に表されたバイアス回

    バイポーラトランジスタの簡易的に表されたバイアス回路らしいのですが さっぱりわかりません。 (1)の変数a~eはわかりました (2)~(4)の全てとは言わないので 分かる部分があればお助け願います。

  • エミッタ接地形増幅回路の出力電圧波形について

    学生実験でエミッタ接地形増幅回路を構成し入力電圧を与えたとき 出力電圧波形をオシロスコープで観測しましたが、正弦波でない波形が出てきました。何故そうなったのでしょうか? お願いします。 バイアスが関係してると思うのですが、詳しくわかりません。 あと、他に考えられる要因はありませんか?

  • OPアンプのバイアス電流について

    OPアンプのバイアス電流について バイポーラトランジスタ型のOPアンプの入力電流(差動増幅回路のベースバイアス電流)は、 高温になるほど減少すると書籍に書いてありました。 これはなぜでしょうか? 高温では、差動増幅段のトランジスタのhFEが大きくなったりするからでしょうか?

  • 増幅回路での波形の歪み

    エミッタ接地増幅回路で波形歪みの起こる原因を交流負荷線と関連させて簡単に教えていただけないでしょうか。お願いします。

  • エミッタ接地回路の電圧増幅率について

    一般的なエミッタ接地型トランジスタ増幅回路において 入力電圧の増加に対する電圧増幅率の周波数における依存性は ないみたいですが、その理由が分かりません。