トランジスタの負荷曲線に関して

質問

トランジスタの負荷曲線に関して質問なのですが、
横軸にコレクタ・エミッタ間の電圧Vceを、縦軸にコレクタ電流Icのグラフにプロットをすると、
理論式から求められるグラフよりずれてしまいました。
このずれの原因はなんでしょうか。
上の直線が理論式から求められるグラフ、下の直線が実験で得たグラフです。
よろしくお願いします。

回答No.3

xpopo · ベストアンサー

こんばんわ。
　早速ですが、VCE＝０V　の状態は電源電圧　Vcc　が全て負荷に加わって
いる状態に相当しますが、その状態で負荷　RL　に流れる電流　ILmax　は

　　ILmax　＝　Vcc／RL　（1)

で計算できますが、この電流が少ないという事ですので、RLが大きくなった
場合かまたは電源の内部抵抗が大きい場合が考えられます。VCE＝０V　で
電流が理論値で100mA、実測が約85mA。電源電圧は電流＝０の電圧ですので
Vcc＝10Vですね。

　式（１）から　RL　を計算すると

　理論値の場合：　　RL　＝　Vcc／ILmax　＝　10V／100mA　＝　100　Ω
　実測の場合：　　　RL'　＝　Vcc／ILmax　＝　10V／85mA　＝　117.6　Ω

すなわち、実測では負荷RLが　17.6Ω　だけ予定に対して大きいということが分かります。
この　17.6Ω　は負荷抵抗の誤差あるいは電源の内部抵抗が　17.6Ω　ある
という可能性が考えられます。

回答No.5

正親町（@Ohgimachi）

>このずれの原因はなんでしょうか。

ただの素子の「ばらつき」です。

バイポーラトランジスタの場合
メーカー、品番が同じでもβ（電流増幅率）は
最大２倍程度違います。

ディスクリートの半導体デバイスはそんなもの
と理解しておくことです。

デバイスの「ばらつき」が大きすぎると困る人のために
ランク分けをしている場合もありますが
通常の増幅器の設計では、
その程度の「ばらつき」は吸収するように設計していますから
全く問題になりません。

お礼

回答ありがとうございます。
参考にさせて頂きます。

回答No.4

xpopo

回答NO.3です。

　添付した図の説明を忘れてました。以下の通りです。

実際のトランジスタを使った回路で100オームの負荷に誤差抵抗Rgを直列に接続して
Rgを０．００１Ω、１０Ω、１５Ω、２０Ω、２５Ωと変化させた場合の負荷線の
特性をSPICEでシミュレーションした結果です。
　特性カーブで一番上の黄色が　Rg＝0.001Ωで次が１０Ωと続いてます。
Rg　＝　２０Ωが実測の特性に近いですね。

尚、シミュレーションはLTSpiceを使ってます。

お礼

回答ありがとうございます。
わざわざシミュレーションして頂き光栄です。

回答No.2

fjnobu

理論式は何を使ったかが不明で、電流電圧の単位が不明です。
云えることは、電圧が低いところでは、Vceは０．２ボルト以下にはならないはずです。
その時の電流は、コレクター抵抗で決まる電流なので、そこが誤差が大きいと言っているのであれば
抵抗値を間違えているか、測定電流値を間違えている、又は測定器の誤差ですね。

お礼

回答ありがとうございます。
参考にさせて頂きます。

回答No.1

FT56F001

トランジスタのコレクタ抵抗は，ホントに100Ωですか?
理論値を100Ωで計算しているけれど，実際は120Ω程度あるのかしら??

お礼

回答ありがとうございます。
100Ωですね。