電源電圧ぎりぎりまで電圧増幅したい

質問

テープレコーダーのバイアス発振回路が故障し（コイルで発振しています）、新しくバイアス発振回路だけ作ろうと思いクアドラチャ発振器で100khzの正弦波を作りました。出力は12Vp-pくらいです。電源電圧は30VでOPAMPには分圧して供給しています。この正弦波を電源電圧ぎりぎりまで27Vp-pくらいにまで電圧増幅したいと思い単純なトランジスタ増幅回路を組みましたが、どうしても出力が14Vp-p位で上下ともクリップしてしまいます。回路定数を色々と変えてみましたが一向にうまく行きません。計算では大丈夫な気がするのですが。。。参考図書はCQ出版の「定本トランジスタ回路」でして、本では電源電圧までは増幅できるようなニュアンスがあるのですが、私の勘違いかもしれません。一応計算した回路を書きます。トランジスタはC945です。
......................... |......../9k/
......................./174k/....|
..........................|...........C-----||---
-//(20kVR)//---+-----B
..........................|...........E
...................../26k/........|
..........................|......../2k/
..........................|............|

（＊エフェクタの掲示板にも一つ同じ質問をしております。レスがつきませんので、こちらにも投稿いたしました。マルチで申し訳ありませんがどうぞよろしくお願いたします）

回答No.2

angkor_h · ベストアンサー

回路解析をして見ましたか?
条件を次として解析して見ます。
　入力はCで直流遮断すること。
　出力負荷は90kオーム以上とする。

Ic=0.0mAにて、Vc max=30V　　　出力振幅最大
　 1.5　　　　　　　=16.5V　　無信号時
　=2.7　　　　　 min=5.5V　　出力振幅最小
以上から、+13V～-11Vなので、無ひずみでは22Vp-pの最大出力が得られるはずです。これ以上は下から先にクリップします。

一方、静特性として、
ベースバイアス抵抗(174k+20k)の電流は、0.15mA、
コレクタ電流は、1.5mAです。この比率が少なすぎ、ベース電流の増加でバイアスが狂いそうです。

下記を確認してみてください。
　ベースバイアス抵抗値(174k+20k)を半分以下にする。
　先の二つの条件を適用する。
これでオシロスコープで、ベース信号電圧(入力)、コレクタ信号電圧(出力)、エミッタ信号電圧(入力)を観測してみてください。
　ゲインは4.5倍、22Vp-pの無ひずみ最大出力が得られるはずです。また、ベース電圧=エミッタ電圧です。

そうならなかった場合は、条件に合致しないか、配線ミス、部品緒元ミス、コンデンサ値不適当です。

お礼

どうも有り難うございます。早速やってみましたが、うまくいきました！ベース抵抗を半分にしただけで、いきなり増幅度が変わり驚きました。ベースバイアス抵抗を86k+10kに変えカップリングキャパシタをいれ、入力信号をATTで調整して最大を測りますと25, 6Vp-pくらいでていたように思います（古いオシロで正確な値が分かりませんが）。自分では抵抗値を変えたりかなり試したつもりですがなかなかここまで行き着けませんでした。No.1の方がおっしゃったプッシュプル型も色々とやってみましたが、うまくいかず悩んでいました。勉強になりました。有り難うございました。

回答No.1

tadys

トランジスタ１個で電源電圧一杯に出力するのは無理です。

参考URL のところにあるようにPNPとNPNのトランジスタをそれぞれ＋電源と－電源に接続する必要があります。
ただし、この回路をそのまま真似してもちゃんとは動きません。
トランジスタのエミッタに抵抗を入れるなどしないと安定には動かないでしょう。

参考URL：

http://semicon.njr.co.jp/njr/hp/productDetail.do?_isTopPage=false&_productId=29&_moveKbn=PRODUCT_DETAIL_MOVE_SPEC

お礼

即答どうも有り難うございます。P-Pエミッタフォロワのように上下でトランジスタを振り分けるのですね。盲点でした。ただ、勉強途上の私には参考URLのみからの情報では定数計算にまでは行き着きません。後はググってみたりして調べてみますので、この回路の名称（例えばプッシュプル云々）等ございましたら教えて頂けませんか。