質問: 電子回路のバイアス点の設定の仕方などがわかりません。また、直流成分、交流成分で分けて重ね合わせの定理で解く方法もイマイチわかっていません。交流成分の見分け方がわかりません。 問題文、回路図に関しましては、画像を添付させて頂いています。質問内容は、(iii)の(b)(c)(d)の問題がわからないため、解答、導出過程をお願いいたします。 条件:ωo=1/√(C1L1) です。 回路図に関して見えにくい場合こちらで確認していただければ幸いです。 問題文に関しまして、 図1に示すバイポーラトランジスタのA級増幅回路について、以下の設問に答えよ。増幅回路の電源電圧をVcc、トランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧をvce、コレクタ電流をicとする。トランジスタは活性領域にあり、vce>=0かつic>=0である。トランジスタのベース電流は無視してよい。 C1//R1//L1の回路を同調回路といい、共振各周波数をωoとする。 (iii)図1に示す回路について、トランジスタのバイアス点を設定したい。図1のように入力vi(t)およびvo(t)をとる。vi(t)=Vicos(ωot)に対して、vo(t)=Vcc-Vocos(ωot)が出力される時、以下の問に答えよ。ただし、ωoC2R2>>1, ωoC3{R3R4/(R3+R4)}>>1とする。 (a)Vccを用いて、ベース電圧Vbを求めよ。 (b)Vccを用いて、Vo(>0)が取りうる最大値Vmaxを表せ。 (c)Vo=VmaxとなるようにVceおよび、Icを設定した。このとき、(Vce,Ic)とトランジスタのバイアス点(Vceq,Icq)とする。Vccを用いて(Vceq,Icq)を表せ。 *直流成分では、Vce=Vcc-R2Icの関係を満たしていると思います。 (d)ベース・エミッタ間直流電圧をVbeとする。Vbe=0.6V、Vcc=12Vのときバイアス点(Vceq,Icq)を実現するための抵抗・比R3:R4を求めよ。 現在、非常に困っています。お忙しいとは思いますが、どうか宜しくお願いいたします。 問題文、回路図に関して、見えにくい場合上記のURLもしくは下記のURLを利用していただけると幸いです。
回答: 私が中学生のころ、トランジスタを使ってステレオアンプなどを作っていました。 そのため、質問にあるようなA級回路で、ベースやコレクターの抵抗値の計算をしていた覚えがあります。 ただ、中学生ですので、sin,cosなどは理解できず、単純に直流のみの計算でバイアス点が最適になるようにしていました。 基本的には、コレクタ側の電圧が、ベース側の入力電圧によって、最小~最大電圧の幅が最も大きくなるような値になるようにバイアス点を決めたと思います。 つまりは、電源電圧が12Vなら、無信号時のコレクタ電圧が6Vになるようにバイアス点を決めるわけですね。 その結果として、ベースへの交流信号が入ってくると、コレクタ電圧が無信号時の6Vを中心にして上下に変動することになります。 詳しくは覚えてないのですが、上記のような考え方で、コレクタ電圧が6Vになるように、ベース側の抵抗比を計算すればいいと思います。 その当時も、ベース電流は少ないので無視して計算していた記憶があります。 なにかの参考になればいいですが・・・。 (Vbe=0.6Vなので、ゲルマニウム・トランジスタではなく、シリコン・トランジスタの前提ですね)