バイポーラトランジスタ　ＢＪＴ回路解析例

ライター：mpcsp079さん（最終更新日時:2016/4/18）投稿日：2013/1/28
.

　　　　　　　　　　　　図１　解析する回路

図１の自己バイアス回路を解析してみた。

β＝１００とした。

■
まずバイアス電流Ｉｃを計算する。

Vcc-R3*Ic-Ib*R1-0.6=Ic*R2

Ib=Ic/β だから、

Vcc-R3*Ic-Ic*R1/β-0.6=Ic*R2

R3*Ic+Ic*R1/β+Ic*R2=Vcc-0.6

Ic*(R3+R1/β+R2)=Vcc-0.6

Ic=(Vcc-0.6)/((R3+R1/β+R2).................. <--Ic決定
=0.2395 mA

■
ｇｍの算出、

gm=38*Ic................................... <----gm
=9.1 ms

　　　　　　　　　　　　図２　図１の小信号等価回路

■

小信号解析

　この場合、電流源Ｂ１からの電流はＲｂｅには行かないですべてＲ２に流れなければならない。というのはＲｂｅの電流はＶｂｅ／Ｒｂｅであり、これのβ倍がＢ１なのである。つまり、Ｖｂｅが決まればＢ１も決まる。もしＢ１の流す電流がＲｂｅにながれたら、このことに矛盾する。またＶｂｅが変わってしまう。つまり、Ｂ１はすべてＲ２に流れ込む、としなければならない。

　ＢＪＴのメカニズムから考えても、エミッタからベースに入ったキャリアは１：βの割合でベースとコレクタに流れる。逆に考えれば、コレクタ電極とべーす電極から来た電流はすべてエミッタ電極に流れ出る。つまり、図２の電流源Ｂ１の電流がベースに行くことはなく、すべてエミッタいく。つまり、すべてＲ２に流れる。

　つまり、この等価回路を解析するには独特な教養が必要となる。

　小信号なので小文字を使う。　ｉｂを無視すれば、

　ｖｂｅ＝ｖｉｎ－ｖｅ

　ｖｅ＝ｖｂｅ＊ｇｍ＊Ｒ２

これｒらより、

　ｖｅ＝（ｖｉｎ－ｖｅ）＊ｇｍ＊Ｒ２

　ｖｅ＝ｖｉｎ＊ｇｍ＊Ｒ２／（１＋ｇｍ＊Ｒ２）

ここで、ｇｍ＊Ｒ２＞＞１なら

　ｖｅ＝ｖｉｎ

また、

　ｖｏｕｔ＝ｉｃ＊Ｒ３　＝（ｖｅ／Ｒ２）＊Ｒ３