ＰＮＰトランジスタ疑問人の続編です。

質問

前回、トランジスタの増幅回路のＳＥＰＰ回路について質問しましたが、その時は肝心の回路図を添付できなかった（添付しようと努力しましたが容量オーバーなのかなぜか入りませんでした）ので、文章のみの説明だけでは、なかなかはっきりと具体的に表現できませんでした。今回はなんとか添付することができ、あらためてしっかりと、自身のわからないところを説明させていただきます。この回路は、ラジオ用のアンプでトランスを必要としないタイプのものらしいです。それまでにその本に沿って勉強してきて、とりあえず基本なものはおおまかに頭に入れているつもりなんですが、回路図の左側（Ｃ１）から信号電圧が、２ＳＡ１０１５－ＧＲのベースに入り、増幅し、続いて２ＳＣ１８１５へ流れ、さらに増幅して、その信号電圧のプラス、マイナスの違いで２ＳＣ２１２０と２ＳＡ９５０－Ｙが交互に動作して出力側のスピーカーを鳴らすということらしいです。そこで私が最も理解できない部分は、プラスの信号電圧がどうしてＰＮＰの２ＳＡ１０１５－ＧＲに流れることができるのか？と、あまりにも知識が足りない者の質問で恐縮の極みではありますが、ようするに回路全体(信号はどこを流れるなか）の信号の流れと６Ｖの直流がどのような配分で流れるのか、といった具合なかんじでして、少しずつ自分なりに資料を探す努力もしてもいますが、なかなか道が開いてきません。早い話が、まだその段階を読み解く時期ではないことはわかっていますが、せっかく好きになりかけた趣味として続けていきたいと切望しながら毎日回路図とにらめっこしながらフリーズ状態がつづいています。どなたかアドヴァイスをどうかお願いいたします。

回答No.1

xpopo · ベストアンサー

こちらに回路図と説明用のシミュレーション結果（http://yahoo.jp/box/IbAqKu）を載せましたのでこれをもとに説明します。

　まず入力信号V2はGNDを基準にして振れてますが、説明図では振幅のピークが30mVの周波数が1kHzの信号です。これは直流成分を含まない0Vを中心に振れる純粋な交流信号です。具体的にはアップした図の下段の波形で黄色で描かれた信号V(in)です。

　次に回路で注目してほしいのですが入力信号V2と初段のPNPトランジスタQ1（Q2SA1015）のベースの間にはコンデンサC2（1uF）が挿入されているところです。コンデンサはご存知のように直流は流せませんが交流は流せます。このコンデンサC2によって、入力信号V2とQ1（Q2SA1015）のベースの間は直流を通さない状態になってます。言い換えれば入力信号V2とQ1（Q2SA1015）のベースは直流的には絶縁されている状態と言うことになります。

　この状態でPNPトランジスタQ1のベースの直流電圧は抵抗R1、R2とR3で電源電圧の６Vを分圧した電圧になってます。（直流では入力信号V2の影響を受けないから。）計算としては、Q1のベース電圧をV(b1)とすればV(b1)は

　　　V(b1)=6V×R3／（R1+R2＋R3)＝6×20ｋ／（25k+47k＋20k）
　　　　　 =　1.3V

になります。
　Q1のエミッタの電圧はベース電圧より焼く0.7V高い電圧になります。この場合ですと、

　　　V(b1)＋0.7V＝1.3V+0.7V＝２V

になります。回路図に青い数字で書かれているのはシミュレーション結果の各部の直流電圧を示しています。

　この状態で、入力電圧V2が変化しますとその変化分だけQ1のベース電圧が変化します。その様子はシミュレーション結果のV(b1）の波形で確認できます。V(b1)は波形から1.3Vを中心に振幅±30mVで振れているのが分かります。
ここまではいいですよね。

　次に、Q1のベース電流はどうなっているのかを確認します。Q1のベース電流はシミュレーション波形のIb(Q1)で示されてます。このベース電流は－1.28uAから－1.51uAの間で振れています。変化幅で言えば0.23uAの変動です。このベース電流の極性は常にマイナスでベースから流れ出る方向の電流です。　プラス　には変化していません。

　次にQ1のコレクタ電流はベース電流をｈFE（直流増幅率）倍した値になります。ここでシミュレーションに使用したPNPトランジスタQ2SA1015のｈFEは　２８３　です。したがって、Q1のコレクタ電流Ic(Q1)は

　　1.28uA×283＝362uA　～　1.51uA×283＝427uA

の間で変動してることになります。このコレクタ電流はコレクタに接続された抵抗R4に殆ど流れます（一部NPNトランジスタQ2のベースにも流れますがその電流は微小です。）。

　結果として抵抗R4の両端に発生する電圧降下は、

　　362uA×2kΩ＝724mV　～　427uA×2kΩ＝854mV

に間で変化することになります。この電圧はそのままNPNトランジスタのベースに加わる電圧ですからQ2のVBEになります。Q2のVBEが一番小さくなった時にQ2のコレクタ電流も最小になりますので抵抗R7、R8に発生する電圧降下は最小になり、出力電圧　OUT_ｄｃ　は最大になり、またQ2のVBEが最大になるとQ2のコレクタ電流も最最大になりますので抵抗R7、R8に発生する電圧降下は最大になり、出力電圧　OUT_ｄｃ　は最小になります。この出力電圧の変動がコンデンサC5(470uF）を通って0Vを中心に振れる出力になると言うわけです。

お礼

回路図も添付いただいてのアドヴァイスありがとうございます。かなり難しいですね。でもそこがとても楽しくなりそうです。年甲斐もなく電気の世界を知りたくて、そして願わくば実際にラジオを作ってみたい考えておりますので、じっくりと時間をかけてみます。また同じような質問をこのページに出させてもらったときは、私が、少しずつ勉強しているなと思ってくだされば幸いです。まずは電位という概念をコチコチの頭に入れてみないといけませんね。がんばってみます。

回答No.3

myuki1232

前の質問もそうですが、解決したのであれば解決済みにしてくださいね。
やり方はヘルプを見てください。

参考URL：

http://guide.okwave.jp/question/bestanswer.html

回答No.2

teppou

＞そこで私が最も理解できない部分は、プラスの信号電圧がどうしてＰＮＰの２ＳＡ１０１５－ＧＲに流れることができるのか？

　2SA1015 のベース電位は、電源の 6V から VR1 を通る回路の電流と、出力点の 3V からベースを通る回路の電流の合成で決まります。
　入力信号を入れるとベースの電位は。上記の電位を中心に変位します。
　入力信号がプラス側に振れている間はベース電流が減少しますので、コレクタ電位は低下し次の段の 2SC1815 のベース電位は低下します。

　かいつまんで説明すると、このようになります。ただし出力点の 3V からベースを通る回路は、負帰還になっていますので、上記の変位は出力点から反対向きの電位として帰ってきますので、もう少し複雑です。その辺は勉強してください。

お礼

アドヴァイスありがとうございます。やはり、勉強不足なもので、じっくりと時間をかけて考えていきたいとおもいます。