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【一陸技】精選300題_問046-エミッタ接地のhパラメータ

エミッタ接地トランジスタ回路のhパラメータによる等価回路

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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046
下図に示すエミッタ接地トランジスタ増幅回路において、電圧増幅度Avを求めよ。ただし、トランジスタのhパラメータは、hie(出力短絡入力インピーダンス),hfe(出力短絡電流増幅率)を既知とし、他のパラメータは無視できるものとする。

 問046


本問題では、問題の回路図をhパラメータを用いた等価回路を求めないといけません。

問題の回路の等価回路を求める前に、
まずはエミッタ接地トランジスタ回路の等価回路を求めてみます。
エミッタ接地トランジスタを2端子対回路とすると下図のようになります。

 046エミッタ接地トランジスタ


hパラメータを用いた式は問045で求めました。
エミッタ接地トランジスタにおけるhパラメータは、
各hパラメータにエミッタ接地を示す「e」を添えます。

エミッタ接地トランジスタのhパラメータの式は次のようになります。

 VBChie iBhre VCE
  iChfe iBhoe VCE


この2つの式を図的に表現することで、
エミッタ接地トランジスタ回路の等価回路を求めることができます。


それでは、まず、
1つめのVBCの式を図的に表現してみます。

VBCは電圧hie ibと電圧hre VCEの和となっているので、
電圧源を用いて下図の左側のように描くことができます。

 hパラ第1式の図的表現

ここで、電圧hei iBは、
入力インピーダンスであるhieと、
ベース電流であるiBの積であるので、
heiとiBに分けて上の左側の図は右側のように描き換えられます。
これは、エミッタ接地トランジスタ回路を入力側から見た等価回路に相当します。


次に、
2つめのiCの式を図的に表現してみます。

iCは電流hfe iBと電流hoe VCEの和となっているので、
電流源を用いて下図の左側のように描くことができます。

hパラ第2式の図的表現

ここで、電流hoe VCEは、
出力アドミッタンスであるhoeと、
エミッタ-コレクタ間電圧であるVCEの積であるので、
hoeとVCEに分けて上の左側の図は右側のように描き換えられます。
これは、エミッタ接地トランジスタ回路を出力側から見た等価回路に相当します。


以上、2つの等価回路を組み合わせると、
下図のようにエミッタ接地トランジスタ回路のhパラメータによる等価回路とすることができます。

 エミッタ接地Trの等価回路


ここで、一般的に、
hreはとても小さな値に、hoeはとても大きな値となるため、
エミッタ接地トランジスタ回路の等価回路は下図のようにも表現できます。
(題意の「hreとhoeは無視する」に相当しています)

  エミッタ接地Trの等価回路2


以上より、問題の回路図は下図のような等価回路に描き換えることがきでます。
小信号高周波回路においてはコンデンサと直流電圧源は短絡して無視できます。

 問046等価回路


ここで注意したいのが、電流icの流れる位置です。
icは出力電流なので、出力抵抗RLを流れる電流となります。
RCとRLを流れる電流の和をicとしてしまうと間違いなので注意です。

以降は、問題集の解説の通りなので、
問題集の解答をご参照ください。


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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