次の回路について

質問

図5－3でのコンデンサCの役目を考察せよ。
ヒント：コンデンサCを省略して発信機の出力を直接ｂ点につなぐとTrのバイアスはどう変化するか。
がわかりません、よろしくお願いします。

回答No.10

アウストラロ ピテクス（@ngkdddjkk） · ベストアンサー

話がややこしくなっているので、まとめます。

・教科書に載っているような自己バイアス回路は、動作点(DC基準)を決めるためのものであり、入力がない場合を表している。
・入力信号を挿入した場合、”信号源の出力インピーダンスが低い”という一般的見地から、自己バイアスの動作点をずらしてしまう。(信号は一般的に電力源ではないために低電力である。従って、出力インピーダンスが大きいと電圧が大きくなってしまい、電流増幅器であるバイポーラトランジスタに”信号源からの”電流が流れない→Trの増幅度とは異なった増幅率となり、設計困難になる。そういった信号は扱うことは通常ない。電波等の信号の場合は、信号の電力が非常に小さいため、ユニポーラの増幅器であっても多少の入力電流を必要とする。従って、電圧を信号として、電流をほとんど流さないという前提を作る必要がある。)
・出力インピーダンスが低いということは、エミッタ接地のこの回路からするとTrのB-Eと並列に低インピーダンスが挿入されることになり、Trのベースの供給電流が減少する。→動作点が狂う
・これを防ぐために、VCC(DC)が入力側に流出することを防ぐためにコンデンサを挿入する。

・結果的にDCをカットしたACのみの信号を取り出すことになる。(ここ重要)

回答No.11

アウストラロ ピテクス（@ngkdddjkk）

No.10
×VCC(DC)が入力側に流出
○VCC(DC)からの電流が信号源に流出

回答No.9

アウストラロ ピテクス（@ngkdddjkk）

No.8さん
>>NO.6の補足でDCバイアスに影響しないようにACだけを通すためにCが必要と言ってます。同じことですね。

これの意味がわけわからない。

自己バイアスが入力を挿入したことで崩れないようにCを挿入して、DCの出力インピを大きくするっていう意味なんですが。そうすることで、2次側の負荷曲線からのズレを防いでいる。

あなたのはそういったことを言ってませんよね？

回答No.8

xpopo

NO.6です。

NO.7の方、おかしな理屈ですね。

＞発振器内部インピーダンスのカットが主目的ですが？

インピーダンスのカットなんてムリでしょ。常識的にカットできるのは電流または電圧ですよ。

＞発振器の内部はブラックボックスですが、信号元の理想は出力インピーダンスがゼロです。

そのとおりです。

＞Cはトランジスタの自己バイアスを乱さないように(動作点の保持を目的に)しているだけなのに、なぜ変な＞方向に持っていくんですか？

そのとおりですよ。NO.6の補足でDCバイアスに影響しないようにACだけを通すためにCが必要と言ってます。同じことですね。

回答No.7

アウストラロ ピテクス（@ngkdddjkk）

→No.6

発振器内部インピーダンスのカットが主目的ですが？

発振器の内部はブラックボックスですが、信号元の理想は出力インピーダンスがゼロです。
Cはトランジスタの自己バイアスを乱さないように(動作点の保持を目的に)しているだけなのに、なぜ変な方向に持っていくんですか？

回答No.6

xpopo

回答NO.3です。

回答が不十分でしたので補足します。

回答の「コンデンサCを省略するとベース電圧がDC的に発振器によって0V（GND）にショートされてしまいますので、コレクタには電流が流れなくなり、出力（コレクタ）のバイアス電圧は電源の１．５Ｖに張り付いてしまいます。」この部分に対して補足として、このように発振器を直接ベースにつないでしまうとＤＣ的にベースがＧＮＤにショートされてベースのバイアスが狂ってしまいます。コンデンサＣがあればベースのＤＣバイアスには影響しなくなります。
　結果的にコンデンサは入力の発振器とベースの間をＤＣではなくＡＣ結合させて入力からのＤＣバイアスへの影響を遮断していることになります。これがコンデンサＣの役割です。

回答No.5

アウストラロ ピテクス（@ngkdddjkk）

No.4ですが、省略した時も同じようにB-E間のしきい値電圧の関係上ベースクリッパ回路の波形に近づきます。

これは自分で計算しましょう。

回答No.4

アウストラロ ピテクス（@ngkdddjkk）

No.2,3の方の回答が信じられない。

入力の周波数すら洗えられていないのに。

コンデンサは入力信号のDC成分をカットする役目をになっています。
2次側から見たら、入力はDCなのでCを挿入することによって切り離され、自己バイアスを形成します。

負荷点は2次側のDCバイアスの点に固定され、入力の交流成分のみが取り出せる形になっています。

回答No.3

xpopo

コンデンサCを省略するとベース電圧がDC的に発振器によって0V（GND）にショートされてしまいますので、コレクタには電流が流れなくなり、出力（コレクタ）のバイアス電圧は電源の１．５Ｖに張り付いてしまいます。

コンデンサＣを省略する前と省略後の回路と動作のシミュレーション結果の図を添付します。

回路図で左側がＣを省略する前を、右側が省略後の回路になります。
発振器Ｖ１とＶ３は振幅が10mV（0-p)で周波数が１ｋHz、信号源抵抗が1mΩと同じです。
シミュレーション結果は

１）Cを省略する前のコレクタ電圧はV(out_1）でベース電圧はV(base1)で示してありますが、
　シミュレーション結果より、V(out_1)はDC１Vを中心に振れてます。
　また、ベース電圧は約0.6Vを中心に振れてます。

２）Cを省略した場合は、コレクタ電圧（V(out_2))は電源の1.5Vに張り付いてしまって信号は増幅していないのが分かります。
　また、ベース電圧V(base2)はDC　0Vを中心に振れてるのがわかります。この場合はトランジスタのVBEが０Vなのでトランジスタのベースには電流を流すことができませんので、コレクタにも電流が流れずにカットオフしてしまってるということが分かります。

回答No.2

kimamaoyaji

入力の信号のインピーダンスがバイアスに影響します、仮に10Ωだとしたら、100KΩに対して10Ωですから、1/10000のバイアス電圧になります。
メッカとしては、正弦波を入力した場合は、+電圧は増幅して、-電圧はほぼ増幅できない（逆バイアスなので）つまり半端整流ですから、波形は大きく歪んだ事になります。