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【一陸技】精選300題_問045-hパラメータ

hパラメータ

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  会社の同僚たちと一陸技の勉強会をしています。
  勉強会では「合格精選300題 一陸技問題集」を使っています。
  本ブログでは勉強会で解いた問題の解説を掲載していきます。

合格精選300題 第一級陸上無線技術士試験問題集合格精選300題 第一級陸上無線技術士試験問題集
(1998/10)
吉川 忠久

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問045
次の記述は、トランジスタのhパラメータについて述べたものである。
[ ]内に入れるべき字句を述べよ。

トランジスタの特性を表す定数として、hパラメータがある。
このパラメータは、一般的にhi,hr,hf,およびhoで表され、
hiは出力短絡インピーダンス,hrは[ ア ]
hfは出力短絡電流増幅率,および、hoは[ イ ]を意味している。
これらの定数はトランジスタの静特性と関連しており、
例えば、出力特性はVCE-IC特性で表され、その曲線の傾きがhoに該当し、
電流増幅率特性は[ ウ ]で表され、その曲線の傾きが[ エ ]にそれぞれ該当する。
残りのパラメータも他の静特性と関連している。
また、4端子定数としては、hパラメータの他に
Zパラメータ,[ オ ],gパラメータなどがあり相互に変換できる。


hパラメータ

 hパラメータといえばトランジスタ特性

hパラメータとは、
下図のようにトランジスタを2端子対回路として
外部から見た端子間の電圧と電流の関係から
トランジスタの特性を表すものです。

  045hパラメータ


入力端子の電圧,電流をv1,i1
出力端子の電圧,電流をv2,i2として
次の式により定義されます。

 045-1hパラメータ
 
hパラメータはトランジスタに適当なバイアスをかけ、
そこに小信号を加え、それを測定することによって求めます。
以下ではhパラメータを求める過程を示します。

h11を求めるには、上記の1つめの式より、
v2=0(出力短絡)として、

 045-2h11.gif

と求めることができます。
h11出力短絡入力インピーダンス(input impedance)となっており、
h11はhi[Ω]とも表記されます。

h12を求めるには、上記の1つめの式より、
i1=0(入力開放)として、
 
 045-3h12.gif

と求めることができます。
h12入力短絡電圧帰還率(reverce voltage gain)となっており、
h12はhr[無名数]とも表記されます。

h21を求めるには、上記の2つめの式より、
v2=0(出力短絡)として、

 045-4h21.gif

と求めることができます。
h21出力短絡電流増幅率(forward current gain)となっており、
h21はhf[無名数]とも表記されます。

h22を求めるには、上記の2つめの式より、
i1=0(入力短絡)として、

 045-5h22.gif

と求めることができます。
h22入力短絡出力アドミタンス(output admittance)となっており、
h22はho[S]とも表記されます。


hi,hr,hf,hoは単位を見てもわかるように、
それぞれ別々のものを表していることがわかります。

これが、h(hybrid)パラメータと呼ばれる所以です。


問題解説

上述した通り、
hrの「r」とはreverse voltage gainの頭文字となっており、
つまりhrは入力開放電圧帰還率(=[ア])を意味します。

また、
hoの「o」とはoutput admittanceの頭文字となっており、
つまりhoは入力開放出力アドミタンス(=[イ])を意味します。

電流増幅率とは、
ベース電流IB(I1)とコレクタ電流IC(I2)の比なので、
電流増幅率特性はIB-IC特性(=[ウ])で表せられ、
その傾きがhf(=[エ])に相当します。


参考文献

アナログ電子回路―集積回路化時代のアナログ電子回路―集積回路化時代の
(1988/04)
藤井 信生

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