[電子回路]重ね合わせの原理がわかりません。

質問

電子回路の重ね合わせの原理がわかりません。回路図に関しては、画像を添付しています。質問内容としましては、エミッタに接続されているキャパシタに関してです。
直流成分から見た場合と交流成分から見た場合のエミッタに接続している抵抗への影響がわかりません。
・直流成分から見た場合、キャパシタは解放とみなし、単に抵抗が接続している場合と同じでしょうか？
・交流成分から見た場合、キャパシタは短絡とみなし、抵抗と並列に導線がつながっていて、ショートするため結果的にエミッタ部分が短絡した状態と同じでしょうか？
非常に困っています。よろしくお願いします。

回答No.3

m_and_dmp

重ね合わせの理は「複数の起電力がある回路で起電力が単独で存在すると考えたときの電流をそれぞれの起電力ごとに求め、代数和する」ということでしょうか？
例題の場合、起電力はVcc と、交流起電力Vx の2つです。
まず、交流起電力がない（その部分が短絡されている）としたとき、
REに流れる電流を求めます。
この回路はエミッタフォロワなので、VB　の端子から見た入力インピーダンスはおよそ、hfe x REとなり、RE が1kΩの場合でも、100kΩまたはそれ以上の値になります。
この値がR1と、R2 の並列回路の合成抵抗に比べて十分高いので、入力インピダンスを無限大みなします。
すると、VB は、Vcc をR1とR2 で分割した電圧、Vcc x R2/(R1 + R2) となります。
エミッタ電圧は、VBよりやや低い値になりますが、簡単にするために、VB と等しいものと仮定すると、RE に流れる電流は、{Vcc x R2/(R1 + R2)}/RE になります。
つぎに、直流電源Vcc がなく（その部分が短絡されている）交流分Vx があるときについて検討します。
現実の回路においては直流分がないとトランジスタは動作しないので、重ね合わせの理は適用できないのですが、直流分がなくても、あるときと同様にトランジジスタが動作をするものと仮定します。
交流電源Vx の内部抵抗はゼロと仮定します。
Cのリアクタンスはゼロと仮定します。
すると、VB はVx に等しくなります。
りエミッタ電圧はVB に等しいので、RE に流れる電流は、Vx/RE となります。(出力端子(Vo)は開放されているものとします。)
よって、2つの電源が同時に存在する場合は、{Vcc x R2/(R1 + R2)}/RE + Vx/RE となります。

しかし、例題の回路は交流信号の増幅を目的としたものなので、直流的にはトランジスタ回路が適切に動作する条件が与えられているものとして、交流分についてのみ検討すれば事足りると思います。これが高校や大学の練習問題であれば、「問題のための問題」ということだと思います。

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.2

info33

・直流成分から見た場合、キャパシタは解放とみなし、単に抵抗が接続している場合と同じでしょうか？

エミッタ抵抗REの両端 には, 信号分とは無関係な直流成分が,交流成分である信号分に乗っかっています。キャパシタは, 出力voから直流分だけを取り除く働きをする(直流を含む低域成分遮断)。

・交流成分から見た場合、キャパシタは短絡とみなし、抵抗と並列に導線がつながっていて、ショートするため結果的にエミッタ部分が短絡した状態と同じでしょうか？

エミッタ抵抗REの出力から信号成分だけ(高域成分)を通過させる働きをする(信号分以上の高域成分通過)。

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.1

kimamaoyaji

Voに何も繋がっていませんから、交流的にも直流的にもエミッター抵抗はReだけです。
但し交流の入力信号が無信号時は交流的にはReには電流が流れませんが、直流的にはバイアス電流が流れます。
交流入力信号がある場合はVoには直流電圧は発生しませんが、交流電圧は入力信号と同じ大きさだけ発生します。
エミッターフォロワーなのでゲインは１となります、つまり、電流増幅と言うことになります。

お礼

回答ありがとうございます。重ね合わせの原理を用いてベース電圧やエミッタ電圧を求めることは可能でしょうか？
宜しければ、流れを教えていただけると幸いです。