電子技術講座初級編第１回目（８／６） １．鉱石ラジオからはじめよう！.

Presentation on theme: "電子技術講座初級編第１回目（８／６） １．鉱石ラジオからはじめよう！."— Presentation transcript:

1 電子技術講座初級編第１回目（８／６） １．鉱石ラジオからはじめよう！

2 １．１回路図

3 ＡＭ変調波形をシュミレーションしよう！ １．２放送局の電波？ ＡＭ変調（Amplitude Modulation振幅変調 ）
搬送波１３３０ｋＨｚ信号波１ｋＨｚで１００％変調のシュミレーション回路＆波形

4 ＡＭ変調の理論は？ 搬送波 搬送波 信号波 を信号波 で変調した場合 とすると は変調率 搬送波 下側波 上側波
搬送波　　 信号波 搬送波 を信号波 で変調した場合 とすると は変調率 　　　搬送波　　　　　　下側波　　　　　　　　　　上側波 周波数帯は3つで、搬送波、上側帯、下側帯とよびます。占有する範囲は最高音声周波数の2倍(2pmax)です。日本の場合は が530ー1605kHzの範囲で、1局の占有周波数帯は 9kHzなのですが音声の最大周波数は7.5kHzまでになっています。

5 １．３コンデンサーって 　　記号 誘電率 比誘電率

6 コンデンサーの特性 ＊ 電気を蓄えることが出来る！ Ｑ＝ＣＶ（ｑ） １（ｑ）は、1秒間に１Ａの電流が移動する量
＊　電気を蓄えることが出来る！ Ｑ＝ＣＶ（ｑ） １（ｑ）は、1秒間に１Ａの電流が移動する量 このコンデンサー　Ｃに蓄えられる静電エネルギーは、 ＊　電流は、流れるの？ 交流では！ 容量性リアクタンス

7 交流電圧を加えて周波数を変えてみよう（交流解析）

8 ＊　コンデンサー端子電圧の位相に比べ電流は９０°進む
Ａ点電流 Ｂ点電圧

9 Ｔ＝ＣＲ　時定数（タイムコンスタント） 直流では 充電 放電

10 １．４ コイルって（インダクター） 記号 透磁率 比透磁率 巻き数 断面積 巻線幅 Ｋ＝長岡係数 Ｄ／ｌ ｋ ０ １．０００ １．０
１．４　コイルって（インダクター） 　　　　記号 透磁率 比透磁率 巻き数 断面積 巻線幅 Ｋ＝長岡係数 Ｄ／ｌ 　　ｋ ０ １．０００ １．０ ０．６８８ ０．１ ０．９５９ ２．０ ０．５２６ ０．２ ０．９２０ ３．０ ０．４２９ ０．３ ０．８８４ ４．０ ０．３６５ ０．４ ０．８５０ ５．０ ０．３２０ ０．５ ０．８１８ ６．０ ０．２８５ ０．６ ０．７８９ ７．０ ０．２５８ ０．７ ０．７６１ ８．０ ０．２３７ ０．８ ０．７３５ ９．０ ０．２１９ ０．９ ０．７１１ １０．０ ０．２０３

11 コイルの特性 ＊　電気を蓄えることが出来る！ Ｌ コイル　Ｌに蓄えられる電磁エネルギは ＊　電流は流れるの？ 交流では 誘導性リアクタンス

12 交流電圧を加えて周波数を変えてみよう！

13 ＊　コイルの端子電圧にくらべ電流は９０°遅れる

14 直流では コイルＬの端子電圧 コイルＬの電流

15 １．５ ＬＣ共振回路 共振周波数とは、コンデンサーのリアクタンス（Ｘｃ）
１．５　ＬＣ共振回路 共振周波数とは、コンデンサーのリアクタンス（Ｘｃ） は周波数が高くなるほど小さくなりコイルのリアクタンス（ＸＬ）は大きくなることは、両方のリアクタンス（Ｘｃ＝ＸＬ）が同じになる点の周波数がある。 この周波数を共振周波数という。 直列共振　　　　　　並列共振 共振周波数では、直列共振の時は、おのおのの リアクタンスが相殺され端子のインピーダンスは ０となり並列共振の場合は∞となる。

16 並列共振の特性を見てみよう！

17 共振回路のQ 共振曲線は尖鋭になります．この尖鋭さをあらわすものがＱで，共振回路のＱと言われています． Ｑは Quality factor の頭字をとったもので，英語でも単にＱとよばれています．

18 １．６ゲルマニユムダイオードの特性

19 １．７鉱石（ゲルマ）ラジオ回路図

20 １．８動作説明

21 １．９鉱石ラジオのシュミレーション

22 本講座専用掲示板　http://bbs.infoseek.co.jp/Board01?user=JA2DNC

23 第１回の補足説明！ 電気の基礎知識に自信の無い人に・・ 交流電圧って？
交流電圧は時間について正弦波状にその強さ（振幅）及び方向を変えるもので時刻ｔにおける電圧ｅは 　ｆは、周波数Ｈｚでありωは１秒あたりのラジアンしたがってΦもラジアンで表される。2π（radian）=360° 　ωは、電気角速度　Ｅｍは、最大値、Φはｔ＝０における位相角　ｅ＝０を時刻の原点に とれば、ｅ＝Ｅｍｓｉｎωｔになる。

24 ラジアン（ｒａｄｉａｎ）？ ラジアンは、次式で定義される左図で ＡからＢの円弧の長さを、ＯからＢの直線長さ で（半径 ｒ）割ったものすなわち
で（半径　ｒ）割ったものすなわち ３６０°すなわち円弧一周は、２πｒであるから ３６０°は、ラジアンで表すと ラジアン（３６０°）＝２πｒ／ｒ＝２πとなる

25 実行値・平均値って？ 最大値：半周期の最大の値 平均値：半周期に対する平均値
実行値：１周期に対する平均２乗の平　　　　　　方根（エネルギ的に直流と　　　　　　　同じ） 平均値は 実行値は 交流による最大値は、振幅の最大Ｅｍそして実行値は、 平均値は である。

26 交流回路における抵抗、コイル、コンデンサーの動作
１．抵抗 抵抗Ｒに交流ｉ＝Ｉm ｓｉｎωｔを流すに必要な電圧は、 Ｖ＝Ｒi＝ＲＩｍｓｉｎωｔ＝Ｖｍｓｉｎωｔ すなわち　ｖ　と　ｉ　は同相となり Ｖ＝ＲＩ　　Ｉ＝Ｖ／Ｒ

27 ２．コイル 一般的にコイルのインダクタンスＬの両端の電圧　ｖ　は、電流を　ｉ　とすると で表される =Ｖｍとすると

28 ３．コンデンサー

29 ４．Ｒ，Ｌ、Ｃの並列回路について

30 ＡＭ（振幅）変調の原理 　　搬送波　　下側波　　　　　上側波 　　　　　　　下側波　搬送波　上側波

31 第１回の補足説明２ １．インピーダンス（Ｚ）とは、　交流に対する抵抗をインピーダンスという

32 ２．皮相電力（ＶＡ）有効電力（Ｗ）無効電力（Ｖａｒ）＆力率ってなーに？
左記の実際の回路を計算しながら勉強しよう。 普通モータは、図のようにＲとＬの等価回路で表される。このモータ仕様は定格電圧１００Ｖ定格電流２Ａ、電力が１６０Ｗである。 まず電源から流れるＩを求めるには

33 このとき負荷（モータ）に流れる電流　Ｉ　は、２Ａであるそうすると、電源側から供給される電力は、Ｐ＝Ｖ×Ｉ＝１００Ｖ×２Ａ＝２００ＶＡであるこれを皮相電力といい単位はＶＡで表す。
次に、抵抗の両端の電圧ＶＲは、Ｒ×Ｉ＝４０Ω×２Ａ＝８０Ｖでありその電力は、Ｖ×ＩであるからＰＲ＝ＶＲ×Ｉ＝８０Ｖ×２Ａ＝１６０Ｗである。これを有効電力といい単位はＷである。 さらに、コイルＬの両端の電圧ＶＬは、ωＬ×ＩでＶＬ＝２πｆＬ×Ｉ＝２×３．１４×６０×０．０８Ｈ×２Ａ＝60Vその電力はＰＬ＝ＶＬ×Ｉ＝６０．２×２＝１２０Ｖａｒとなるこれを無効電力といい単位はＶａｒで表す。 これをベクトルで表すと下図のようになる。 力率とは 力率＝有効電力／皮相電力 でＣＯＳΦ＝ＰＲ／Ｐ=１６０／２００＝０．８このように、ＬとかＣが負荷にはいる力率は１以下になり、無効電力が生じ電力の無駄となる。家庭などについてる積算電力計は有効電力を表示しこの場合１６０Ｗ分しか料金徴収ができない。実際には２００ＶＡ送ってるのに、そこで電力会社は、需要家の力率が０．８５以下は割増料金が請求できる。よって需要家は力率改善用コンデンサーなど入れてＬ成分を相殺させることにより力率改善をおこなっている。

34 電子技術講座初級編第２回目前半（８/20） 技術者は常にＳｔｕｄｅｎｔである 好奇心をもって前進しよう！ Ｓｔｕｄｅｎｔ版で充分使えるぞ！
１．電子回路シミュレータ　ＣｉｒｃｕｉｔＭａｋｅｒ　Ｓｔｕｄｅｎｔ　Ｖ６を使ってみよう。 　　そのほかにＳｐｉｃｅ、Ｍｉｃｒｏ－Ｃａｐ，ＣｉｒｃｕｉｔＶｉｅｗｅｒなどがあります。 技術者は常にＳｔｕｄｅｎｔである 好奇心をもって前進しよう！ Ｓｔｕｄｅｎｔ版で充分使えるぞ！

35 簡単な回路からＣｉｒｃｕｉｔＭａｋｅｒを、はじめよう！
１．１まずは、オームの法則・抵抗回路！ 　　シミュレータは正確かな？ デジタルマルチメータを使おう。 この回路をシミュレーションしよう！

36 理屈を理解したうえで使うべきである！ 手計算でまずは、各部の電圧、電流、電力を求めよう！

37 手計算の１例です。やっぱ自分で確かめなくちゃ！

38 回路を書こう！操作手順の１例 メニュ＆アイコン　　　Major Device Cl Minor Device Cl Device Symbol 　　　備　　　　　　考 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　新規ファイルオープン 　　　　　　　　　　　General Sources Battery Vに書き換え　place General Resistors Resistor に書き換え place General Resistors Resistor に書き換え place General Resistors Resistor に書き換え place General Resistors Resistor に書き換え place General Sources Ground Place 配置した部品を接続します。 回路をカッコよく修正する。線の上にあわせクリックして（赤になる）引っ張る Simulation Analog Mode 選択する Simulation Analｙses Setup選択　□Always set defaults のチェックを外す。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　□Multimaterにチェックを入れる[Multimeter]を選択して 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　□Enabledにチェック○DC(Operating Point)にチェック[OK][EXIT] シミュレーション開始

39 シミュレーションが開始されデジタルマルチメータが表示 され図は、Ｒ２の電力を測定している。
プローブは、Ｐ（電力）、Ｖ（電圧），Ｉ（電流）と触る場所により変化する。 計算値とシミュレーション結果と比べてみよう！

40 1.2 ＲとＬの交流回路をシミュレーションしよう！

41 　ＲとＬの回路のシミュレーションの前に まずは、手計算！

42 さあ回路を書こう！ 操作手順の例 新しいファイルを開く（前あった回路はセイブしておく） まずは回路図に使用する部品を配置する
さあ回路を書こう！　操作手順の例 メニュー＆アイコン　　Major Device Cl Minor Device Cl Device Symbol 備　　　　　　　　　　　考 新しいファイルを開く（前あった回路はセイブしておく） まずは回路図に使用する部品を配置する General Instruments Signal Gen とりあえずそのままPlace 先ほどのシンボルにマウスを当てクリックすると赤に反転するこれをダブルクリックすると の画面が出るここで電源電圧は実行値で１００Ｖであるから最大値１４１を 設定、周波数は６０Ｈｚで出力は電圧とする左図の値をセットし[OK]を押す

43 General Resistors Resistor ２ΩにしてPlase
General Inductors Coil 3T [Rotate90][Mirror] 5.3mHにして Plase General Instruments Multimeter Plase すると次の画面が開く 交流電圧計　Ｖ用　　　　　Voltage,ACRMSを選択 General Instruments Multimeter 交流電流計　Ｉ 用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Current,ACRMSを選択 General Instruments Multimeter 交流電圧計　Ｖ１用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Voltage,ACRMSを選択 General Instruments Multimeter 交流電圧計　Ｖ２用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Voltage,ACRMSを選択 General Sources Ground Place 全体の回路を接続する

44 Simulation Analog Modeにする
Simulation Analyses Setupを選択　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　□Always set difaultsのチェックを外す　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　[Transient/Fourier] にチェック[Multimeter]のチェック外す 　　　　　　　　　　[Transient/Fourier]釦を押す と次のメニューが出る Enabledにチェック　　　　　　　　　　　　　　　　Stat time =0　　　　　　　　　　　　　　　　　　Stop time=100mS　表示時間長さ　　　　　Step time= 10uS 計算の間隔時間　　　Max step=10uS でＯＫ シミュレーション開始

45 さあ！計算結果とシミュレーション結果と比較してみよう！
Ｖ，Ｉ、Ｖ１，Ｖ２を比較する。 次にφをオシロスコープで２つ以上の波形を見るのは、プローブを当てる際に、Ｓｈｉｆｔキーをおしながら見たい場所にクリックする。 電流を見る場合はＲ１の抵抗の中にプローブをあてプローブの表示がＩになったときが電流であるまた、電圧、電流の位相φはａ、ｂのカーソルを動かしてａ－ｂを読む

46 ２．トタンジスタの動作！まずは原子って？

47 ２．１電子のエネルギーはとびとびの値 エネルギー準位 ０

48 ２．２　まとめ ＊　原子のもつエネルギーは、連続した値ではなく、その原子特有なとびとびの値、W1、　　　　　W2・・・だけが許される。この状態では、原子は光の吸収や放射を行わない。　　　　　　　　　この状態を原子が定常状態にあると言いとびとびのエネルギーの値をエネルギー準位　　　という。 ＊　原子が光の吸収や放射を行うのは、原子が１つの定常状態W1からもうひとつの定常状　　　態W2へ移るときでこれを遷移という 　　　を満足するだけの振動数　　　の単色光を吸収または放射する。 ＊　これは、運動している電子が光と同様な波動性をもっていることである。要するに、波動　　　と粒子の性質を同時にそなえていることであり、これを物質の２重性という。　　　　　　　　　　しかし、この事実は、同時に観測されることは無く、これをハイゼンベルクの不確定原理　　　という。

49 ２．３エネルギー帯 伝導帯

50 ２．４　まとめ 絶縁体は、エネルギーギャプが大きく伝導帯に電子が移らない半導体は、手ごろなエネルギーギャプのため少々の電界で伝導帯に電子が移る。金属は、エネルギーギャプが０で電子が自由に移動できる。

51 ２．５　N型半導体 ゲルマニウムGeは、エネルギーギャプが約０．７ｅＶと小さく加熱するだけで価電子帯の電子は伝導帯に移動し導電性を生ずる。このような固体を真性半導体という。Ｇｅを %の高純度に精製するとその固有抵抗は、常温で０．６Ωていどで半導体である。 この真性半導体に不純物として最外殻電子５個をもつ５価のひ素Ａｓをいれると４個は、共有結合し、残された１個は、原子核にクーロン力で拘束されるがこの過剰電子は容易に伝導電子になる。 負電荷の電子が導電性を生む原因となることからＮ型半導体という。Ａｓのような不純物をドナーという。この過剰電子はドナー準位と呼ばれるエネルギー準位を作り伝導帯に電子を供給する。

52 2.6 P型半導体 最外殻電子３個をもつ３価のインジウムＩｎを不純物としてＧｅのなかにいれると、電子１個が不足する。Ｉｎは、近くのＧｅの原子から１個の電子を奪って陰イオンとなり、共有結合を完成する。電子を奪われたＧｅ原子はその隣のＧｅ原子からふたたび電子を奪うこうして、価電子帯には、部分的に電子の空席ができ、電子は、この帯内で移動が可能になる、これらの電子の空席を正孔と呼び電子とは逆の電荷をもった粒子と考えることができる。正孔も一定のエネルギー準位を生みこれをアクセプタ準位という。 ３価の原子を不純物としていれた半導体は、正の電荷をもった正孔が導電性を生む要因となることからＰ型半導体という。 Ｎ型半導体の電子やＰ型半導体の正孔はどちらも電荷の運搬者という意味でキャリヤという。 理論的には、Ｎ型半導体のキャリヤは電子、Ｐ型は正孔だけでこれを多数キャリヤといい、実際にはＮ型でも正孔、Ｐ型でも電子が存在しこれを、少数キャリヤという。 正孔

53 小さなベース電流ＩＢを流すことにより大きなコレクタ電流ＩＣを流す
２．７　トランジスタ動作 小さなベース電流ＩＢを流すことにより大きなコレクタ電流ＩＣを流す 極めて薄い層 コレクタ電流とベース電流の比を 直流増幅率といい。

54 ３．トランジスタ回路 ３．１ トランジスタのデータシートの見方 項目 記号 測定条件 最小 標準 最大 ＩＣＢＯ ＩＥＢＯ ｈＦＥ ＶＣＥ
３．１　トランジスタのデータシートの見方 ２ＳＣ１８１５の電気的特性（Ｔａ＝２５℃） 　　　項目 記号 　　測定条件 最小 標準 最大 単位 コレクタしゃ断電流 ＩＣＢＯ ＶＣＢ＝６０Ｖ，ＩＥ＝０ 0.1 uA エミッタしゃ断電流 ＩＥＢＯ ＶＥＢ＝５Ｖ，ＩＣ＝０ 直流電流増幅率 ｈＦＥ ＶＣＥ＝６Ｖ，ＩＣ＝２ｍＡ 70 700 コレクタ-エミッタ間飽和電圧 ＶＣＥ IC=100mA,IB=10mA 0.25 V ベース-エミッタ間飽和電圧 ＶＢＥ 1.0 トランジション周波数 ｆＴ VCE=10V,IC=1mA 80 MHz コレクタ出力容量 Ｃｏｂ VCB=10V,IE=0,f=1MHZ 2.0 3.5 PF ベース拡がり抵抗 ｒｂｂ VCE=10V,IE=-1mA,f=30MHz 50 Ω 雑音指数（ＮＦ） Ｆ VCE=6V,IC=0.1mA,f=1kHz,RG=10kΩ 1 10 dB hFE分類　O: Y: GR: BL:

55 コレクタしゃ断電流ＩＣＢＯ エミッタを開放状態でコレクターエミッタ間に電圧をかけた時流れる電流、この値は、小さいほど良い。 エミッタしゃ断電流ＩＥＢＯ コレクタを開放にしてエミッターベース間に逆方向の電圧を加えたときに流れる電流、小さいほど良い。 直流電流増幅率ｈＦＥ ベース電流とコレクタ電流の比、Ｉｃ／ＩBでｈＦＥまた、変化分ΔＩＣ／ΔＩＢをｈｆｅと区別する コレクターエミッタ間飽和電圧ＶＣＥ トランジスタを完全ＯＮにしたときのコレクターエミッタ間電圧です。これは、小さいほど消費電力が少ない トランジッション周波数ｆｒ ｈｆｅが１になる周波数でこの値が大きいほど高い周波数で使用できます。Ｉｃにより大きく変わる。 コレクタ出力容量Ｃｏｂ コレクターベース間の静電容量でこの値の大きいトランジスタは、高い周波数で増幅度が低下するので使えない。 雑音指数Ｆ（ＮＦ） 出力信号と入力信号における信号雑音比（ＳＮ比）をデシベルで表したものです。値が小さいほど低雑音です。

56 項目 記号 定格 単位 コレクタ-ベース間電圧 VCBO 60 Ｖ コレクタ-エミッタ間電圧 VCEO 50 エミッタ-ベース間電圧
２ＳＣ１８１５の最大定格（ＴＡ＝２５℃）この値を超えて使用すると破壊する 　　　　　　項目 　　記号 　　　　　　定格 　　単位 コレクタ-ベース間電圧 VCBO 60 　　　Ｖ コレクタ-エミッタ間電圧 VCEO 50 エミッタ-ベース間電圧 VEBO 5 コレクタ電流 IC 150 　　ｍＡ ベース電流 IB コレクタ損失 PC 400 　　ｍＷ 接合温度 TJ 125 ℃ 保存温度 Tstg -55～125 　　℃ コレクタ-ベース間電圧 VCBO コレクタ-ベース間電圧を上げていくとなだれ降伏現象で急にＩｃが流れ出す電流をいう。　　　　の半分程度で使用する。

57 コレクタ-エミッタ間電圧ＶＣＥＯ コレクタ-エミッタ間の耐圧を表す。 エミッタ-ベース間電圧ＶＥＢＯ エミッタ-ベース間ＰＮ接合ダイオードと考え、ダイオードの逆耐電圧に相当する。　　　　　　　　　この耐圧は、低く６～９Ｖでツナーダイオードとしても使用できる。 コレクタ電流Ｉｃ コレクタに流すことのできる直流の最大電流値、または、交流の平均値、使用時の最大電流の１／２に選ぶ。 コレクタ損失Ｐｃ コレクタ-エミッタ間電圧ＶＣＥとコレクタ電流Ｉｃの積で、Ｐｃ＝ＶＣＥ・Ｉｃ 接合温度Ｔｊ トランジスタを正常動作させることができる接合部（ジャンクション）の最大温度です。　　　　　　Ｔｊ＝ＴＡ＋ＲθｊＡ・ＰＣ　　　　ＴＡ：周囲温度（℃）　ＲθｊＡ：大気ー接合間の熱抵抗（℃／Ｗ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＰＣ：コレクタ損失（Ｗ）

58 ３．２　まず、低周波増幅器を理解しよう！

59 ３．２．１ 使用するトランジスタ（２Ｎ２３６９）の静特性 ＩｃーＶＣＥ特性を見よう まず、回路を書こう！
３．２．１　使用するトランジスタ（２Ｎ２３６９）の静特性 ＩｃーＶＣＥ特性を見よう まず、回路を書こう！ General  BJT NPN TransB　2N2369 Plase GeneralSourcesI Source　　Rotate90(2回）Plase をダブルクリックしてＩＢとする

60 General SourcesV SorcePlace
をダブルクリックして１０Ｖ、Ｖｃｅとする GeneralSourcesGroundPlace 3点 回路を接続する。 Analog Modeにする Analyses Setup・・を選択 DCにチェックをいれて、ＤＣをクリック

61 DC Analysis Setup画面で Vce 初期値 0 最大値10V　ステップ 10mV IB 初期値 0 最大値60uA ステップ 5uA をセットする。ＯＫを押す。 シミュレーション開始させ　　　プローブを電流Ｉにすると　　右の静特性を得る。

62 ３．２．２　静特性から動作点（バイアス点）を求める。

63 直流負荷線と交流負荷線の書き方 電流帰還バイアス 交流に対する抵抗は緑枠のＲ１とＲ５の並列 となりＶCE＝０の時
４．３５ｍＡ、Ａ点となり、ＩＣ＝０の時は、ＶＣＥ＝１０Ｖ、Ｂ点となる。これが交流負荷線であり　動作点は、このＡＢの直線の２等分した点から座標０のＤ点に直線を引いたとき、直流負荷線との交点が動作点であり、Ａ，Ｂの直線を平行移動させて動作点まで移動させたときの直線ａ、ｂが交流負荷線である

64 次に、Ｒ２の両端の電圧を計算する。 バイアス電圧を求める。 ベース、接地間の電圧は、ＶＲ２＋ＶＢＥであるので また、ＶＢＥは、０．６Ｖから０．７Ｖ程度であるので =3.46V この電圧をＲ３、Ｒ４の分圧で作るものとすると次式が成り立つ 上の式より、Ｒ４＝６．３５ｋΩとなる通常は、Ｒ４に流れる電流はＩＢの２０倍以上を選ぶ また、一般にトランジスタのＶＢＥは、温度変化にたいして-0.25mV／℃の変化があり温度上昇とともに、ＶＢＥが下がりＩＢが増加するＩＢが増加するとＩＣが増加しＲ２の両端電圧があがりＩＢの増加を減らす動作をして温度補償的動作を行う。よってこのバイアス回路を電流帰還バイアスという。

65 以下省略 ３．２．３ １石低周波増幅回路のシミュレーションをしよう。 出力電圧 GeneralSources+V 10V Place
３．２．３　１石低周波増幅回路のシミュレーションをしよう。 出力電圧 GeneralSources+V 10V Place 入力電圧 GeneralInstrumentsSignal Gen 　10mVPlace 以下省略 Analyses Setup シュミレーションで電圧増幅度は いくつぐらいか確かめよう！

66 ３．２．４ 周波数特性を見よう Anaiyses Setup選択 ＡＣチェックをいれＡＣをクリツク
３．２．４　周波数特性を見よう Anaiyses Setup選択 ＡＣチェックをいれＡＣをクリツク スタート周波数１Ｈｚ　最終周波数１００ＫＨｚ Octaveにチェック　ＯＫ をクリックして右のＬｏｇにチェック

67 ３．３ トランジスタ回路例 移相発振器 出力の位相を１２０度づつ３段にずらし入力で 同相になり信号が成長し発振する。 発振周波数は
３．３　トランジスタ回路例 移相発振器 出力の位相を１２０度づつ３段にずらし入力で 同相になり信号が成長し発振する。 発振周波数は シミュレーションでは、発振電圧が成長しているのが理解できる。 わりと綺麗な正弦波である。

68 マルチバイブレータ 矩形波の発生回路で手軽に電源電圧に、等しい振幅の出力が得られる。 Ｔ＝０．７Ｃ１・Ｒ３　　Ｃ１＝Ｃ２　Ｒ３＝Ｒ４

69 モノステーブルマルチバイブレータ 入力のトリガ信号（この回路の場合立ちあがり）に同期して一定の幅のパスルを出力する回路
出力パルス幅は、Ｔ＝０．７・Ｒ３・Ｃ１である

70 フリップフロップ（双安定マルチ） この回路は、２個の安定点をもち、２進カウンタおよび１ビットのメモりーの基本である

71 ４．ＦＥＴ（Field Effect Transister)電界効果トランジスタ
電気伝導に関与するのが、Ｎチャンネル型は、電子だけ、Ｐチャンネル型の場合は正孔（ホール）だけよってユニポーラトランジスタともいう（電気伝導が、正孔と電子の双方のものをバイポーラトランジスタ） ゲート構造による分類　　　　　　　1.接合型 2.ショットキー型 3.ＭＯＳ型 記号の矢印の向きは電流の流れる方向（順方向バイアスの方向）しかしＦＥＴはゲートに電流が流れない領域で使うデバイスなのでゲートーソース間に加える電圧は逆バイアスで使うのである。

72 ４．１伝達特性の違いによる３つの動作モード

73 ４．２データシート ２ＳＫ３０ＡＴＭの電気的特性（Ｔａ＝２５℃）
　　　　項　　　　　　目 記号 　　　　　測定条件 最小 標準 最大 単位 ゲートードレインじゃ断電流 ＩＧＳＳ VGS=-30V VDS=0 -1.0 nA ゲートードレイン間降伏電圧 ＶＧＤＳ VDS=0 IG=-100uA -50 V ドレイン電流 ＩＤＳＳ VDS=10V VGS=0 0.3 6.5 mA ゲートーソース間しゃ断電圧 ＶＧＳ VDS=10V ID=0.1uA -0.4 -5.0 順方向伝達アドミタンス ｜Ｙｆｓ｜ VDS=10V VGS=0 f=1KHz 1.2 mS 入力容量 Ｃｉｓｓ VGS=0V VDS=0 f=1MHz 8.2 pF 帰還容量 Ｃｒｓｓ VGD=-10V VDS=0 f=1MHz 2.6 雑音指数 Ｆ VDS=15V VGS=0 TG=100kΩf=120Hz 0.5 5.0 dB ＩＤＳＳ分類　R: O: Y: GR:

74 ●ゲートードレインしゃ断電流ＩＧＳＳ ソースドレインを接続し、ゲートーソース間に逆方向電圧としてＶＧＳを加えたときに、ゲートーソース間に流れる電流 ●ゲートードレイン間降伏電圧Ｖ（ＢＲ）ＧＤＳ ゲートとソースを接続し、ＶＧＳ間に逆方向に電圧を加えていきゲート電流が例えば、－１００ｕＡ流れた時の電圧 ●ドレイン電流ＩＤＳＳ ゲートとソースを接続し（ＶＧＳ＝０Ｖ）ドレインーソース間に、例えば１０Ｖ加えたつきに流れる電流、非常にバラツキが多いのでランクに分けられている ●ゲートーソース間しゃ断電圧ＶＧＳ（ＯＦＦ） ドレインーソース間に電圧ＶＤＳ（この例では１０Ｖ）加えた状態で、ゲートーソース間に逆方向電圧を加え、ＩＤが例えば０．１ｕＡとなるゲートーソース間の電圧、ゲート・ピンチ・オフ電圧とかカットオフ電圧と呼ばれることもある。 ●順方向伝達アドミッタンス｜Ｙｆｓ｜ ＦＥＴの電圧増幅率を計算するのに重要なパラメータです。相互コンダクタンスｇｍとも呼びます。単位はＳ（ジーメンス）です。ゲート電圧の変化に対するドレイン電流変化の割合を表すもので次式でしめされる。 ＶＤＳ＝一定

75 ●入力容量Ｃｉｓｓ ソース共通回路におけるゲートーソース間の静電容量です。 ●帰還容量Ｃｒｓｓ ソース共通回路における、ドレインーベース間の静電容量、この値が大きいＦＥＴは、高い周波数で増幅度が低下するので、高周波用には適しません。 ●雑音指数Ｆ（ＮＦ） 出力信号と入力信号における信号雑音比（ＳＮ比）を表したもの、値が小さいほど低雑音増幅器ができます。

76 ４・３　電圧のかけ方（接合型ＦＥＴ） Ｎチャンネル Ｐチャンネル

77 ４．４ ３種類の基本増幅回路 項目 ソース共通回路 ドレイン共通回路 ゲート共通回路 回路図 電圧利得 大きい 約１ 入力インピーダンス
４．４　３種類の基本増幅回路 項目 ソース共通回路 ドレイン共通回路 ゲート共通回路 回路図 電圧利得 大きい 約１ 入力インピーダンス 小さい 出力インピーダンス ほぼＲＬ 備考 最もよく使われる ソースフロワと言われバッファ回路に使われる 高周波特性良好

78 ４．５　ミラー効果

79 ４．６ ソース共通回路で増幅器を設計しよう まずは、ＩＤ－ＶＤＳ特性を把握
４．６　ソース共通回路で増幅器を設計しよう まずは、ＩＤ－ＶＤＳ特性を把握 Active Components JFETsN-JFET　　2N5457を選択 GeneralSourcesV sourcePlace GeneralSourcesV sourcePlace

80 次のような静特性がでる

81 ４．７　設計は黒板で説明 ４．８　回路シュミレーションしよう

82 部品部分は省略 入力信号の設定 この部分はＡＣ解析に必要

83 Analyses Setupでの設定は次の３を選択

84 ＡＣ解析（周波数特性）の縦軸は、増幅度（入力にたいする倍率）を表している

85 シミュレーションの結果

86 ４．９　計算してみよう シミュレーションと計算値とで確かめてみよう！ まずｇｍから求めよう？

87 補足説明：直流負荷線と交流負荷線について
次の回路を例に、直流負荷線、交流負荷線について、考えてもよう。まず、直流が流れるのは、電源Ｖ１からＲ４トランジスタＱ１Ｒ３の径路である。Ｑ１コレクターからのＣ１の径路には、直流は流れない。 したがって、直流負荷線は、Ｒ４とＲ３の抵抗回路となる。 次に、交流負荷は、Ｃ３コンデンサーは、このコンデンサーの抵抗成分である容量性リアクタンス（単一の場合はインピーダンスと呼ばないことが多い） は、０Ωに近いので、交流的には、Ｒ３は、Ｃ３により短絡（ショート）されるのでＲ３は、含まない。次に、同様に、Ｃ１も、交流的には、短絡（ショート）されると過程し、電源Ｖ１も交流的には、短絡と考える。（実際電源には、並列に大容量のコンデンサーがはいっている。） Ｑ１から見た場合、Ｒ４とＲ５の並列回路となる。

88 １．直流負荷線 　　について

89 ２．交流負荷線について

90 ３．実際の交流負荷線と動作点 ２で求めた交流負荷線（緑）から実際の交流負荷線を求めるには、まず、動作点（バイアス点）を決める必要がある。動作点は、交流負荷線（緑）の２等分した点からグラフ０の点まで直線を引き、その線と直流負荷線との交差する点が動作点である。 実際の交流負荷線（ピンク）は、交流負荷線を平行移動させ動作点と交わるまで移動させた線が実際の交流負荷線である