学生です。電子回路のトランジスタのＣＲ増幅回路についてわからないことが

質問

学生です。電子回路のトランジスタのＣＲ増幅回路についてわからないことがあります。

教科書３冊ほど見たのですがよくわからないので質問しました。

添付した（a）がＣＲ増幅回路、(b)がトランジスタ等価回路です。また、コンデンサの容量は十分大きいものとします。

次の１～４について答えていただければ幸いです。（１つでもかまいません。）

１．教科書によって、カップリングコンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）が短絡してあったり、なかったりします。なぜですか？

２．バイパスコンデンサ（ＣＥ）はコンデンサの容量は十分大きくないと開放できないのか？

３．なぜバイパス抵抗は無視のできるのか？

４．この時、小信号等価回路はどのようになるのですか。（ＲＥは無視できるのか）

よろしくお願いします。

回答No.2

W_edged · ベストアンサー

コンデンサについて語ると、かなり長くなるので、ポイントを述べます。

この増幅回路で扱われる周波数を次の3つに分けます。

低周波数領域
中間周波数領域
高周波数領域

ここで、結合コンデンサやバイパスコンデンサの大きさが関係してくるのは、低周波数領域の遮断周波数となります。
高周波数領域の遮断周波数を決めるのは、分布容量であり、回路図には内容量で10~40pF程度の分布容量で決まりますが、今回は割愛します。

最終的にC1に注目すると、低域遮断周波数fL1は、

ｆL1=1/(2πC1(Rg+hie))　・・・（１式)

Rgは、信号源抵抗

こんな式で表されるので、C1の大きさで低域遮断周波数が決まります。

次にバイパスコンデンサですが、これも結論を言いますと、

ｆL1≒（1+β）/(2πCE(Rg'+hie))　・・・（２式）

ただし、Rg'は、Rg、R1、R2の並列合成抵抗。

1式と比べてみると、C1とCEが同じ容量なら、2式の方が、(1+β）倍だけ、遮断周波数が高くなります。
逆に言えば、CEはC1より約β倍、大きな容量を必要とすることになります。
とは言っても、同じにする必要はなく、低周波遮断周波数は、CEかC1の大きい方で低域遮断周波数が決まると言うことです。

分かりにくくてすみません。
まだ、細かいことも良い忘れているのですが、なかなか記述するのが難解ですので、あとは詳しい参考書を一読してみてください。

お礼

ここまで詳しく説明してくださいまして
ありがとうございます．

回答No.1

W_edged

この回路は、直流動作と交流動作に分けて解説されることが多いです。

１．どのコンデンサでも良いですが、充分大きな容量のコンデンサは、直流に対しては開放となり、交流に対しては短絡しているという働きになります。
だから、直流動作の説明の回路図では、コンデンサが開放された等価回路となっているはずです。また、交流動作の解説では、コンデンサの部分が短絡された回路図になっていると思います。

２．CEの働きは、直流の場合は、CE開放で、R3が負帰還回路として働き、交流に対しては、CE短絡でR3の無駄な電力消費をスルーさせています。なので、そこそこ大きな容量が必要です。

３．すみません、意味が分かりません。コンデンサが短絡して、抵抗が無視できるから？

４．直流に対しては、REだけとなり、RLは、C2で開放されています。小信号に対しては、C2は短絡となるため、REとRLが並列回路となります。

補足

詳しく回答していただきありがとうございます。
とてもわかりやすかったです。

最後に聞きたいのですが、

１）（容量が普通というか大きすぎず、小さすぎずの）コンデンサ

２）（容量が相当小さい）コンデンサ

だとどうなるのですか。

答えていただければ幸いです。