LTspiceでエミッタ接地回路の周波数特性を解析した結果

2013/12/04 15:39

このQ&Aのポイント

エミッタ接地回路をLTspiceで作成し、周波数特性を解析しました。
周波数特性のグラフから、位相が-１００ちょっとから始まって350強に落ちていくことがわかりました。
また、増幅率については具体的な数値を求めており、回答を待っています。

pairot
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電気・電子工学
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xpopo
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2013/12/04 17:29 回答No.2

今晩は。まず回路ですが、回路図がないので正確に分かりづらいですが、推定しました。（添付図）周波数特性ですが、１）「位相が-１００ちょっとから始まって」るのは　入力の47uFのコンデンサによるものです。添付図のV(b)（トランジスタのベースの電圧）はコンデンサにより位相が+90度進んでるのがわかります。そしてトランジスタのベースからコレクタへは位相は-180度遅れます。結果的に信号の位相ははベースで90度進み、そこからコレクタで180度遅れますのでトータルで　　90度－180度＝-90度遅れることになります。そこから位相は周波数が増加して行くと入力Cとベースの抵抗で決まる周波数、約0.4Hzあたりに向かって90度進んでいた位相がどんどん少なくなってきますので-135度まで戻ります。sらに周波数が増加してゆくとー180度に落ち着きます。２）０．４Hzから更に周波数が増加してゆくと位相は-180度になり周波数が数MHzまで-180度を維持します。　周波数が5.3MHzからゲインは落ち始めますがこれは主に電流増幅率ｈFEが減少し始めるためです。ｈFEが減少する主な原因はトランジスタ内部のコレクタとベース間の寄生容量によるものです。　周波数が更に増加してトランジスタの利得帯域幅積ｆTまでゲインは一定の割合で減少して行きます。一方、位相は更に奥r手行きます。2N222のｆTはコレクタ電流が１ｍA程度の時には約90MHzです。この周波数あたりでｈFEは1になりますので、トランジスタの増幅作用はなくなります。この周波数以上ではベースの信号は帰還抵抗のR1(100kΩ）を通してコレクタに現れます。ですから周波数がｆT以上になってくるとゲインの現象は止まって一定になります。この時点で位相は360度に落ち着きます。トランジスタのゲインが周波数の増加によってもう変化しませんので位相をそれ以上遅らせる原因がなくなるためです。