FET回路の問題がわかりません。

質問

電子回路の問題で解答がないのでご回答お願いします。
FET回路の問題です。
https://www.fastpic.jp/images.php?file=9572228951.jpg

出力に抵抗があるのでどのように解答すればよいのかわかりません。
過去問のため解答がなく困っています。

回答No.3

mdmp2 · ベストアンサー

NO.2 です。

＞アースになる事によりRSが無くなるという事でよいですか？
・・・＞そのとおりなのですが、詳しくは、RS がなくなる＝銅線でつながっている、ということです。
解答するときに苦労しますが、なくなる＝取り去る＝オープンになる、　．．．と受け取られるおそれがありますので、私は「短絡」とか「銅線でつながっている状態」とか説明しています。

他の部分はご自分で解かれた結果と違いはありませんでしたか？

お礼

ご返信ありがとうございます。やっと理解して納得することができました。
他の部分は大丈夫です。本当にありがとうございました。

回答No.2

mdmp2

過去問の回答がないのでどのように困っていますか。
・全くわからない。
・自分で解いたが自信がない。
どちらですか？

(1) の小信号における等価回路は、図1(b) のFET の等価回路に付け加える形になります。
・まず、S (ソース）はCs でアースにつながっています。Cs は信号に対して十分に低いインピーダンスとされていますので、Sは直接アースにされていることと等価です。等価回路を描くときは、S をアースに接続してください。

・G (ゲート）にはR1 とR2 が接続されていますが、交流的には（等価回路としては）R1 とR2 が並列接続された値,
R1 // R2 =（R2ｘR2) / (R1+R2) の抵抗がG とアース間に接続されていることと等価です。
入力端子とG はC1経由で接続されています。C1 は信号に対して十分に低いインピーダンスとされていますので、交流的には短絡と等価です。すなわち、入力端子とG は直接接続されていることと等価です。
よって、等価回路を描くときは、入力端子とG を直結してください。そして、G とアースの間に、R1 // R2 の値の抵抗を接続してください。

・D (ドレイン) には、RD とC2とRL の直列回路が接続されています。
C2 は、信号に対して十分に低いインピーダンスとされていますので、交流的に短絡と等価です。
そうすると、Dと電源間にRD 、D とアース間にRL が接続されていることになります。
交流的には（等価回路としては）RD とRLが並列接続された値, RD // RL =（RDｘRL) / (RD+RL) の抵抗がD とアース間に接続されていることと等価です。
よって、等価回路を描くときは、Dとアースの間に、RD // RL の値の抵抗を接続してください。

回路図で示せば簡単なのですが、文章ではややこしくなります。

(2) 入力インピーダンスは(1)等価回路を完成させるとわかると思います。R1 // R2 になります。

(3) 電圧利得は
図1(b) に、S - G 間 にVgs の電圧が与えられた時、FET には、Id (ドレイン電流) = Gm x Vgs の電流が流れると記述されています。
Vgs は入力電圧V1 と等しいので、Id ＝ Gm x V1〔入力電圧) となります。
一方、V2 はRD // RL にId が流れた時の電圧降下なので、V2 = Gm x V1 x (RDｘRL) / (RD+RL) となります。
よって、A = V2/V1 = Gm x (RDｘRL) / (RD+RL) となります。

(4) C1, C2 はNO.1さんのおっしゃるとおり、直流分を通さないようにする目的で挿入されています。Cs は、S (ソース)を交流的にアース電位にするために接続されています。
信号源については何も記述がありませんが、一般的に、交流電源に内部抵抗が直列につながったものと考えます。交流電源は内部抵抗（インピーダンス）がゼロなので、C1がない（銅線で置き換える）と、G (ゲート) の直流電圧はゼロになり、FET の動作点が変わって、期待した動作をしなくなります。C2 も同様です
Cs は無くても（取り除いても）回路としては動作しますが、Rs が負帰還抵抗として働き、電圧利得が下がります。

補足

ご回答ありがとうございます。
自分で解いたが自信がありませんでした。
ソース接地の等価回路についてCSがアースと等価になる事はわかりましたが、アースになる事によりRSが無くなるという事でよいですか？
RSとRLの考え方がわからず闇雲に解いていた次第です。

回答No.1

edogawaai

FET回路は、昔の真空管回路に　にています
昔の、真空管回路図の解説等が参考になるでしょう
トランジスタは電流を制御して動きますが
ＦＥＴは、電圧で動き　入力と出力も分離できますから　理解は早いですよ
c１　c３は、信号分から、直流成分を分離する為のものです
cs、 は交流的にソースをGNDに接続するためのコンデンサです
これが無いと増幅度が小さくなります。

お礼

ご回答ありがとうございました。