固定バイアスと自己バイアスについて

質問

NPN型のバイポーラトランジスタを使って固定バイアスのエミッタ接地増幅回路と
自己バイアスのエミッタ接地増幅回路を設計して、それぞれ入力信号の電圧を
大きくしていくと固定バイアス、自己バイアスともに出力波形が歪むのですが、
歪みが発生する電圧が固定バイアスの時よりも自己バイアスの時のほうが
高いのには何か理由があるのでしょうか？

回答No.3

tnt · ベストアンサー

あ、ちょっと追加です。前の回答は忘れてください

「ひずみが発生する電圧」の、電圧は
出力電圧ではなく、入力電圧ですね？

（NO.1の方の回答は、出力側で答えています）

答えは、
バイアス抵抗で負帰還が掛かるため、利得が低下して
出力が飽和しにくくなるから　です。

でも、このレポートの題材は正しくありません。
こういう回路は無歪の最大出力で出力が評価されるからです。
利得が足りなければ回路を足せばよいのですが、
どうやっても出力には上限があるので
こちら（無歪み出力）で回路について表現するのが普通です。
最大入力で評価する事は滅多に無いですね。
入力にアッテネーターを入れてしまえば見かけ上の性能が
上がってしまうわけですから

それに、固定バイアスだからと言って、
負帰還を掛けないとも限りません。
（リニアな高周波回路の出力段は、ダイオードで電圧を安定化させた
　固定バイアスを使いますが、同時に負帰還も掛けているのが普通です）

お礼

そうです。歪みが発生する電圧は入力電圧でした。
バイアス抵抗に負帰還が掛かるからですか…なるほど。
参考書片手に理解を深めていきます。ありがとうございました。

回答No.5

ymmasayan

No.4のymmasayanです。
No.4は勘違いでした。No.3の方の回答が正しいです。済みませんでした。
実用回路で通常頻繁に使われる電流帰還バイアス回路と混乱してしまいました。

参考ＵＲＬにもはっきり負帰還と書いてあります。
このなかの３つ（特に２つ）の回路図をじっくり比較してください。

参考URL：

http://www-nh.scphys.kyoto-u.ac.jp/~enyo/kougi/elec/node34.html

お礼

早速、参考URL使わせていただきました。
時間は掛かりましたが、何とか理解しました。
ありがとうございます。

回答No.4

ymmasayan

質問の条件で、自己バイアス回路のバイパスコンデンサーについて触れてないので
議論が不毛になっています。

自己バイアス抵抗に並列に充分な容量のバイパスコンデンサを接続してあれば
No.3で言われている負帰還は発生しません。（増幅度は落ちない）
バイパスコンデンサが無い場合、負帰還が起こり、増幅度が落ちます。
どちらの回路かによって議論が変わります。

あ、バイパスコンデンサの有無による特性の違いの考察が目的だったのかな。

回答No.2

tnt

「ひずみが発生する電圧」の、電圧は
出力電圧ではなく、入力電圧ですね？

（NO.1の方の回答は、出力側で答えています）

答えは、
バイアス抵抗で負帰還が掛かるから　です。

でも、このレポートの題材は正しくありません。
こういう回路は無歪の最大出力で出力が評価されるからです。
利得が足りなければ回路を足せばよいのですが、
どうやっても出力には上限があるので
こちら（無歪み出力）で回路について表現するのが普通です。
最大入力で評価する事は滅多に無いですね。
入力にアッテネーターを入れてしまえば見かけ上の性能が
上がってしまうわけですから

それに、固定バイアスだからと言って、
負帰還を掛けないとも限りません。
（リニアな高周波回路の出力段は、ダイオードで電圧を安定化させた
　固定バイアスを使いますが、同時に負帰還も掛けているのが普通です）

回答No.1

ojin

自信はありません。

バイアスの設定が正しくないのではないでしょうか？

＞歪みが発生する電圧が固定バイアスの時よりも自己バイアスの時のほうが
高いのには何か理由があるのでしょうか？
信号の大きさにより、バイアス点が移動するためではないかと思います。

いずれも、トランジスタの特性曲線から、バイアス点を設定する必要があると思います。

補足

固定バイアスの入力信号の電圧を0.2Vまで上げてみて出力波形の歪みを
確認して自己バイアスの場合、歪みが出る電圧が固定バイアスの時より高い
こと(0.2V以上)を確認し何故そうなるのかを考える
というレポートなんです^^;

分かりにくいですね、すみません。