質問: トランジスタ増幅回路のカップリングコンデンサ バイポーラトランジスタ1個を使用した増幅回路が、様々な書籍で見られますが、入力側にカップリングコンデンサがある回路図が多々あります。 回路のタイプとして次の条件を前提とします。 ・小信号の電圧増幅で低周波を扱う ・エミッタ接地回路でa級増幅 ・固定バイアス増幅回路 この回路の場合、バイアスをかける準備として、入力側の直流成分をカットするためにカップリングコンデンサを使用すると認識しています。 ですが、回路図を見ると、電解コンデンサ(アルミかタンタルかわかりませんが)が使われていたり、そうでないコンデンサが使われていたりマチマチです。また、電解コンデンサの場合、+極性はトランジスタ側となってます。 そこで質問です。 1.電解コンデンサとそれ以外のコンデンサとどちらが一般的でしょうか。もしくは、コンデンサの種類の決め方があるのでしょうか。今回の場合は低周波用だと思いますが、それでも幾つかの種類があります。どの様な考え方で選択すればよいのでしょうか。 2.電解コンデンサの場合、+極性はトランジスタ側になりますが、 入力信号(mv程度)< vbeベース・エミッタ間電圧(0.7v程度) という大小関係からくるものでしょうか。 長い質問になりましたが、よろしくお願いいたします。 トランジスタはnpn型で考えてます。
回答: こんにちは カップリングコンデンサの選定はまず目的である「どこまでの低周波を通過させるのか」で「容量」を決めます。 コンデンサの前と後ろのインピーダンスを明確にしておき その抵抗とコンデンサの時定数で、低周波をどこまで通せるかを計算します。 -3dbぎりぎりなどにはしないで経年劣化で容量が減ることも考慮して容量的に余裕を持ち選定します。 中間にボリウムなどが入る場合には ボリウムが絞られたときの時定数も考慮します。 1.の質問は 電解コンデンサ以外のものは容量が大きいものが少ないので電解コンデンサを用いる場合が多いです。 本当に特性を良くしたいなら無極性の電解ではないフィルムなどのコンデンサを用います。 しかし 構造的に大きかったり 価格的に合わない(低価格機など) ために 電解コンデンサで妥協しているというものが多いものです。 タンタルについては 故障モードが異なるので現在ではヒューズ付きを用いますがヒューズが飛ぶとそのあとの回路が遮断されるのでそのことも考えておく必要があります。 2.の質問は その通りです。 エミッタをそのままgndに落とす場合は 0.7vくらい。 抵抗やバイパスコンデンサを入れたりすればベース電位は数vになります。 教科書のような基本回路では ベース側が+になっていますが回路によっては 前段の回路から直流が乗ってくる場合がありますのでコンデンサの足の部分の電位の前後関係を知ったうえで極性を決める必要があります。 慣れた方でも 推奨回路をただ接続しただけの設計をするような方は この部分で失敗する場合もありますので 試作前の回路や、試作実装時に必ず確認すべきポイントと言えると思います。極性間違いはすぐに結果に表れないでいきなり故障するので注意が必要です。 その他 コンデンサの選定における注意点としては 高域になるほど信号がコンデンサを通過しやすくなりますが、高周波になると内部抵抗が上がるタイプもあるので部品の仕様をカタログで見てコンデンサの種類を選びます。 電圧も回路で最大値を決めてからカタログで選定します。 参考になれば幸いです。