トランジスタの基本的な使い方を教えてください

質問

トランジスタの基本的な使い方を教えてください

お世話になります。
トランジスタの基本的な使い方を教えてください。以下の回路を組み立てました。自分なりに調べてみて以下の事が分かっておりますが、不明な点がも多くあります。
ご教授していただければ幸いです。どのように計算しているのでしょうか？
また、私の解釈で間違っているところの指摘いただければ助かります。

回路はFM用のトランスミッターになります。
フィリップスの2n3904のnpn型の2ステージの回路になります。電源は+9Vを使用です。前段部は、発信用の回路と思います。後段はRF増幅のための回路になっています。共にコレクタ側に並列の共振回路を設けて（現在90MHzを想定）おります。LC共振器は、15PFと0.21μHを使って90MHz付近に合わせております。前段の発信部の安定度はコンデンサとコイルの温度安定度で決まるため、水晶発振等に比べすこぶる悪いと考えております。
後段トランジスタ周辺の回路は、エミッター接地でベース、ベースの電圧はおおよそ0.7V。47Kオームの抵抗から計算するとベース電流は（9V-0.7V）/47KΩ＝0.176mAとなります。このトランジスタのｆFEは30から300となっておりますが、どのように見るのかが分かりません。仮にコレクタ電流が20mAとすると113.6（20/0.176）となりますが、カタログにはコレクタ電流の違いでｆFEが異なると書かれています。
以上　もっと分かった事を書きたいのですが、文字制限がありますので、以下に主に教えていただきたい事を箇条書きします。
・各トランジスタの電圧、電流の考え方
・後段のAMPの利得
・ANT端でのおおよその出力
・RFパスコン　22pFの意味。計算すると80Ω（90MHz）となり、インピーダンスが大きいと思いますが、トランジスタの出力インピーダンスが大きいため問題ない（？）
・前段の5pF意味？帰還？
・前段のベース電圧の決め方。22Kの算出方法
以上になります。お手数をお掛けします。

回答No.2

SUDOTECK · ベストアンサー

まず、後段のトランジスターのベース抵抗ですが、高周波で使うのにどのくらいのコレクタ電流が良いのかで決まりますが、仮に 10mAとしてhfeが 30～300ならばこれも仮に100としましょう。日本製ならランクが指定されていてもっと正確になるかと思いますが.. ベース電流は10mA÷ 100 = 0.1mA (9V-0.7V)÷0.1mA = 83kΩなので、回路の47kΩならばやはり倍の 20mA近く流しているか hfeが低いようですね。高周波では電流によってゲインが変わること、コレクタ電流にて出力回路とのマッチングが変わりますから、多めに流した方が良いのかも知れません。高周波の利得はマッチングなどでかわってしまいますが、トランジスターの遮断周波数(ft)300MHzの4分の1程度の周波数なので理想的には電圧的に4倍・電力的には16倍ですが、実際は10倍程度と思われます。
　前段は同様に20mA流すとすると、エミッタ電位は 220Ω X 20mA = 4.4V ベースは 4.4V + 0.7V = 5.3V 　ベース抵抗は 9V- 5.3V = 3.7Vかかるので 20mA ÷100 = 0.2mA とすると 3.7V÷ 0.2mA = 18.5kΩ 前段だから少なめの電流で 22kΩぐらいにしたのでは？
エミッタ電位は電流を流したときにあまり低すぎず・高すぎず、電源電圧との中間付近に設計するが普通です。
　5pFのコンデンサーはおっしゃるとおり帰還用ですね。回路的には高周波のベース接地アンプのコレクタからエミッタに帰還して発信させています。
22pFは前段のエミッターの出力インピーダンス(交流的な抵抗値です）と後段のベース入力インピーダンスとのマッチングのため、このような中途半端な値になります。コンデンサーのその周波数の抵抗値でなく高周波では虚数インピーダンスも関係するマッチングになりますので、ご興味があればスミスチャートなどでの高周波マッチングの手法をお読みください。

回答No.1

misawajp

かなりの勘違いがあるようです

＞・RFパスコン　22pFの意味。計算すると80Ω（90MHz）となり、インピーダンスが大きいと思いますが、トランジスタの出力インピーダンスが大きいため問題ない（？）

該当するRFパスコンは存在しません、22pFのコンデンサは前段出力を次段に結合するためのものです

＞・各トランジスタの電圧、電流の考え方

必要とする信号電圧・出力を得るために必要な値を、安定して確保できるように

＞・前段の5pF意味？帰還？

これも見当たりません　　5-30pFならば同調用です

＞・前段のベース電圧の決め方。22Kの算出方法

発振継続と次段に必要な信号出力を得るのに必要な利得確保のためのベース電流を流せる様

後段の高周波出力は　数mW～十数mWでしょう
（うっかりすると無線局の免許が必要な出力になってしまいます、ご留意を）

お礼

ありがとう御座います。
参考になりました。
若干　伺いたいことがあります。
■22PFは、前段後段のDC分離のためのコンデンサではないのでしょうか？
ただし、RFは通過させる事が必要。また、低域ゲインの抑圧も必要。
この場合の22PFの算出の仕方が知りたいです。

■必要とする信号電圧・出力を得るために必要な値を、安定して確保できるように
当然　目的に合わせて電圧、電流の設定をするわけですが、この考え方が知りたかったです。

■5-30pFならば同調用ですね。
5PFは前段の出力C6にあります。

■前段のベース電圧の決め方。22Kの算出方法
おっしゃるとおりですが、上記の質問と同じです。

空中伝播しないように注意します。
尚、数mW～十数mWでしょうの算出の考え方を教えていただけますでしょうか。
私も約数dBmから十数dBmぐらいと思いますが。

いろいろ有難う御座います。