アナログ電子回路の問題！RC結合増幅回路の値を求めよ
- アナログ電子回路の問題です。RC結合増幅回路のRL,RE,RA,RBの値を求めます。
- 図4(a)はRC結合増幅回路を示しており、hパラメータやバイアス回路の値が与えられています。
- 中域周波数等価回路とトランジスタの静特性を参考にして、RL,RE,RA,RBの値を計算します。
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質問
アナログ電子回路の問題です。わかる方がいたら、解答解説お願いします。 図4(a)はRC結合増幅回路を示す。図中のトランジスタのhパラメータは、hie=4(kΩ)、hfe=160、 β～＝hfeである。また、Rs～=0、Rc=3(kΩ)、Vcc=12(v)、中域電圧利得は40(dB)とする。図4(d)は、RC結合増幅回路のバイアス回路を示す。同図において、VBE=0.6(v)、VCE=6(v)、IB=10(μA)、IA=10IBとする。図4(c)に示す中域周波数等価回路、および図4(b)に示すトランジスタの静特性を参考に、以下の問いに答えなさい。 図4(a)に示すRC結合増幅回路のRL,RE,RA,RBの値を求めよ。
- stmn2000
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先程回答したのですが、反映されませんので再回答します。もしダブったらごめんなさい。 1. 図4(a) に示すRC結合増幅回路の中域電圧増幅率を求めなさい。 ＞＞＞＞＞「中域電圧利得は40dBとする」と前提条件で提示しているのに、「それを求めなさい」と言うのは不思議です。 電圧利得=20log(Av) =40dB からAv=100 となりますが、それが求められているのでしょうか？ 2. 図4(a) に示すRC結合増幅回路のRL, RE, RA, RB を求めなさい。 ＞＞＞＞＞ ■まずRL を求めて見ます。 >>>>エミッタ接地増幅器の電圧増幅率は、d で示されている通り、 Av=(hfe/hie)*(Rc//RL) です。 (Rc//RLは、RCとRLの塀れる回路の抵抗値) Av の値は「1. 」の回答のとおり、100 です。 (hfe/hie)*((Rc//RL) = (160/4kΩ)*() = 100 から() の中の値は、2.5kΩであることが分かります。 RC//RL = 2.5kΩ から、RL=15kΩであることが分かります。 ■つぎにRE の値を求めます。 コレクタ電流 IC=hfe*IB =160*10μA=1.6mA ICによるRC(=3kΩ)の電圧降下=1.6mA*3kΩ=4.8V よって、コレクタの対アース電圧=12V - 4.8V=7.2V VCE=6V と与えられていますので、エミッタ電圧VE=7.2V - 6V=1.2V RE=VE/IE IE=ICとして、RE＝1.2V/1.6mA＝750Ω ■RAの値を求めます RA=RAの両端の電圧/RAに流れる電流 IA RBの両端の電圧は、VBE +VE=0.6V+1.2V=1.8V IB＝10μA, IA=10*IB と与えられているのでIA=100μ=0.1mA よって、RA=1.8V/0.1mA=18kΩ ■RBの値を求めます RB=RBの両端の電圧/RBに流れる電流 IB RBの両端の電圧=VCC－ベースの対アース電圧=12V - 1.8V=10.2V IBはRAに流れる電流IAとベース電流IBの和=100μA+10μA=0.11mA よって、RB=10.2V/0.11mA=９2.7kΩ 3.直流負荷線と交流負荷線 ■VCEとICの関係をグラフで表したのが直流負荷線です。 VCEは電源電圧12V から、RCの電圧降下とREの電圧降下の和を引いた値です。 RCの電圧降下とREの電圧降下の和=IC*(RC+RE)=IC*(3kΩ+750Ω)=IC*3.75kΩ よって、VCE=12V - IC*3.75kΩ IC=0のときVCE=12V, VCE=0のとき、すなわち、 12V - IC*3.75kΩ=0 のとき、IC=12V/3.75kΩ=3.2mA 図4(a) VCE－IC特性上に, 始点 VCE＝０， IC＝3.2mA, 終点 VCE=12V, IC=0 となるように直線（線分)を引きます。 その直線は、VCE=6V, IC=1.6mA の点を通るはずです。 これが直流負荷線です。 ■交流負荷線上の点は、入力信号がゼロのとき、直流負荷線上の点、VCE=6V, IC=1.6mA と一致します。 交流負荷線はこの点を通ると考えてください。 交流電圧に対して抵抗になるのは、RCとRLの並列回路です。 (RE, C2 は交流に対しては無視することができます。) RCとRLの並列回路の抵抗値RC//RLは「2.」で求めたとおり、2.5kΩです。 VCE=6V, IC=1.6mA の点から、電流が1.6mAからΔmA増加したことによる、2.5kΩの抵抗の電圧降下によりVCEが０Vになったとすると、 VCE＝６V－Δ*2.5kΩ=0 より、Δ=6V/2.5kΩ=2.4mA よって、IC=1.6mA+Δ=1.6mA+2.4mA=4mA IC=4mA のとき、VCE=0V になります。 交流負荷線は、VCE=6V, IC=1.6mA の点とVCE=０V, IC=4mAの点を通る直線になります。 続きは、要望があれば、また後で、 考えていないので、回答できないかもしれませんが。
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図に示す回路を構築し、 ・SWをOFFにした時のV1a,V1b,V2,V3,VBE,VCE,VF,Vを計測。なお、R1は最も左に回した状態とする ・SWをONにした状態で、LEDが最も明るい時のV1a,V1b,V2,V3,VBE,VCE,VF,Vを計測。また、ベース電流IBとコレクタ電流Icを計測し、直流電流増幅率hFEを計算すること。 ・SWをONにした状態でR1を変化させ,LEDが消えた時のV1a,V1b,V2,V3,VBE,VCE,VF,Vを計測.またベース電流IBとコレクタ電流Icを計測すること. なお,R=50[KΩ],R2=10[KΩ],R3=470[KΩ],TR=SC1740S,V=v4とする. という実験で計測値は以下のようになりました SW|LED|V1a[V]|V1b[V]|V2[V]|V3[V]|VBE[V]|VCE[V]|VF[V]|IB[MA]|IC[mA]|hFE| ON|最も明るい|5.41|0.1|0.17|2.72|0.67|0.84|1.83|17.2|5.85|340.11| ON|消灯|1.85|3.55|0|0|0.43|3.98|1.41|0|-| ON|-|0|0|0|0|0.13|4.03|0.11|-|-|-| そこでSW1のONとOFF及びR1の値の変更によって，回路として何がどう変わったかを計測した電圧をもとに説明し，今回の実験結果が得られた理由ってどういうこと書けばいいですか？（図の回路のうちの左下の閉回路におけるそれぞれの素子にかかる電圧，トランジスタの機能に注目すること） 表がわかりにくかったら教えてください
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ありがとうございます。助かりました。