電子回路Ⅰ 第８回(2007/12/03) 差動増幅器 負帰還増幅器
今日の内容 差動増幅器 差動増幅にする理由 利得（差動利得、同相利得） 負帰還増幅器 帰還（負帰還、正帰還）とは？ 負帰還にするメリット 帰還のかけ方の種類 入力・出力インピーダンス 安定性
１つのトランジスタを用いた増幅の問題点 増幅器によって増幅されるもの 信号 雑音 安定性 ドリフト（時間的な出力の変化） 温度の影響 A
雑音、ドリフトの低減方法 差動増幅 本質的には、 雑音がない入力信号を、 ドリフト、温度変化がない回路で 回路的に 増幅する 何とかする方法は？ 解決方法 特性が同じ２つのトランジスタを使用して、 雑音、ドリフト、温度変化も増幅して打ち消す 差動増幅
差動増幅器 入力 vb1, vb2 (ib1, ib2) 出力 vc1, vc2 vc1-vc2 (差動出力)
差動増幅器の等価回路と出力
差動利得 差動利得 Ad 入力電圧が逆相等振幅（vb1=-vb2） の場合の出力電圧の差 入力電圧の差に比例
同相利得 同相利得 Ac 入力電圧が等相等振幅（vb1=vb2） の場合のトランジスタの出力
差動成分と同相成分の等価回路（イメージ）
差動利得と同相利得の関係 hfeが大きいほどCMRRは大 REを大きくすれば良い （REはAdには無関係） VEEも大きくなる(する必要がある）
CMRRを大きくするために REを電流源（高インピーダンス）で置き換える カレントミラー回路
帰還 出力の一部を入力に戻す より を変形
負帰還と正帰還
負帰還増幅器 一般に AはトランジスタやFETのような能動素子（環境によって特性が変化する） Hは抵抗などの受動素子 （環境によって特性が変化しない） 全体の利得HはAに無関係にできるので安定性が高い
逆相増幅器による負帰還 加算器のほうが作りやすい 右の回路において、v2とv1の関係 を求めなさい。
負帰還増幅器の利点（利得の安定化） Aの変動 Hの変動 ΔAの影響が(1+AH)分の1に減少 ΔHの影響そのまま
負帰還増幅器の利点（非線形ひずみの低減１） トランジスタの利得は非線形（利得は入力の振幅に依存） ひずみの成分は出力段で発生すると考える
負帰還増幅器の利点（非線形ひずみの低減２） 負帰還をかけると (1+AH)分の1に減少
負帰還増幅器の利点（周波数特性の改善） 高域しゃ断周波数 (1+AH)倍に増加 低域しゃ断周波数も同様
負帰還のかけ方 入力、出力でそれぞれ直列、並列があるので、合計4通り
入出力インピーダンス
入力インピーダンスの計算
出力インピーダンスの計算
負帰還のかけ方と入出力インピーダンス 入力インピーダンス 出力インピーダンス 入力：直列 出力：直列 出力：並列 入力：並列 (1+AH)倍
実際の負帰還回路
トランジスタを用いた負帰還回路の実際
前の回路の等価回路と電圧利得 i1 i2 hfei1 hie v2 v1 RL RF
前の回路の等価回路と入力インピーダンス i1 i2 hfei1 hie v2 v1 RL RF
負帰還増幅回路の安定性
ボード線図
ナイキスト安定判別法