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電子回路入門6

フィルタ回路 - Wikipedia
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A3%E3%83%AB%E3%82%BF%E5%9B%9E%E8%B7%AF

 

低周波増幅回路

増幅回路

 

エミッタ接地回路

 


コレクタ接地回路

ベース接地回路

 

3つめがエミッタ接地増幅回路のバイアス回路

 

トランジスタのバイアス回路のシミュレーション
http://bbradio.web.infoseek.co.jp/pspice_tr2/pspice_tr2.html

 

Vcc = RcIc + Vce + Re + Ie

Ic≒Ieとすると

Vcc = Vce + (Rc + Re)Ic

 

動作点によれば出力信号に歪みが生じる

これに関しては以下のサイトが参考になる

増幅回路の動作原理 - わかりやすい!入門サイト
http://www.kairo-nyumon.com/analog_basic.html

 

これらを参考にして最適なバイアス電圧を決定する。

 


http://vilab.org/lecture/?plugin=attach&refer=ELab&openfile=%A5%C8%A5%E9%A5%F3%A5%B8%A5%B9%A5%BF%C1%FD%C9%FD.pdf

iL = Ai・ii

Ai=-hfe=α/1-α

 

出力インピーダンスZout = Vout/-ic

Vi→0 Zout→∞

 

出力インピーダンスが大きいため、直接スピーカにつないでも音がでない

「入力インピーダンス」「出力インピーダンス」って何?
http://www.geocities.co.jp/HeartLand-Tachibana/9059/otasuke/impi.htm

 

なのでバッファとしてコレクタ接地増幅回路を挟む

 

エミッタフォロワ回路

電圧増幅率≒1

電流増幅率Ai=iL/ii=1+hfe

 

これで音が鳴るようになる。本の内容は以上。

 

 

よかったね・・・・w

流し読みよりも記事を書きながら自分で参考文献などにあたりながら調べているうちにより理解が深まった。

しかし、数学の力が絶対的に不足しているように感じた・・・

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電子回路入門5

複調と直線検波回路

 

先の電子回路入門4では同調増幅器では特定の変調波だけを増幅

 

複調とは増幅させた変調波から音声信号成分を抽出する作業

 

アナログ回路の基礎
http://www.mech.tohoku-gakuin.ac.jp/rde/contents/course/mechatronics/analog.html

 

直線検波回路で出力された波形を音声信号波形に近づけるもの

 

包絡線検波器の理論解析
http://asaseno.cool.ne.jp/germanium/EnvelopeDetector.html
http://www.aka.ne.jp/~deguchi/hobby/radio/synchro.pdf

 

次に出力に低域フィルタを通す

 

 

故に各周波数wが大きくなると上の数式の分母が無限に大きくなり、出力は0に近づいていく

 

cf.高域フィルタ

wが大きくなると1+w^2*c^2*R^2とw^2*c^2*R^2が等しくなる(近似的)。

1が無視出来るようになるということ

 

 

 

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電子回路入門4

hパラメータ等価回路

(v1,i2) = ([hi,hf],[hr,ho])(i1,v2)

hi = 入力インピーダンス

hr = 逆方向電圧利得

hf = 電流利得

ho = 出力コンダクタンス

 


http://www.oit.ac.jp/www-ee/server/semicon/05_Lectures/EC1pdfs/EC_08.pdf

hパラメータとトランジスタ等価回路① - electric
http://blog.goo.ne.jp/commux/e/976d6eb679779b1344d5e80157a07f52

hパラメータとトランジスタ等価回路② - electric
http://blog.goo.ne.jp/commux/e/e036fa10a3618e6d8d6a2d98bd5d6015

PASSION!バリ3: 【一陸技】精選300題_問046-エミッタ接地のhパラメータ
http://rhincodon.blog77.fc2.com/blog-entry-110.html

hfeは電流の増幅率を意味する

hre・Vceとheoは非常時小さい

⇔Vs≒0

⇔iR=Vo/(1/hoe)≒0

として無視し、上の図を簡素化することができる。

 

 

電圧増幅率

 

 

同調増幅回路

増幅変調波

振幅変調波形と簡単な振幅変調理論(AM変調のしくみと側波帯スペクトル)
http://as76.net/emv/am_mod.php

↓スペクトル

音声変調した振幅変調波を周波数軸上で見たスペクトル

フーリエ変換の第一歩 [物理のかぎしっぽ]
http://hooktail.sub.jp/fourieralysis/Fourier/


http://www.cmplx.cse.nagoya-u.ac.jp/~furuhashi/education/Radio_note/chap2.pdf

高周波等価回路

http://www.cmplx.cse.nagoya-u.ac.jp/~furuhashi/education/Radio_note/chap4.pdf

Rbeベース-エミッタ間の抵抗

Cbeベース-エミッタ間に高周波の場合現れるの寄生容量

Cmベース-コレクタ間に高周波の場合現れるミラー効果を考慮した寄生容量

 

空乏層がコンデンサの役割

ミラー効果と増幅回路の周波数特性
http://www-nh.scphys.kyoto-u.ac.jp/~enyo/kougi/elec/node40.html

 

低周波の場合は問題にならないが、高周波の場合gmRl倍化され考慮する必要が出てくる。

 

それらを総合的に考慮して、同調増幅回路を高周波等価回路へ簡略化した図が以下の通り

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電子回路入門3

キルヒホッフ則

第一法則

 

第二法則

電気回路に任意の閉路をとり電圧の向きを一方向に取ったとき、閉路に沿った各素子の電圧 Vi の総和は 0 である。

 

ここまでは、小学校で習うことを難しく言ったまで、これを応用していく。

 

 

E = Z1I1 + Z2I2 + Z3I3

 

http://cgi.din.or.jp/~goukaku/denko/chap1/1-1-3.pdf

 

 

V = VL+VR+VC

VL = Ldi/dt

VR = Ri

VC = 1/C[i]dt

電子回路入門2

 

ウィーンブリッジ発振回路

 

http://www.rlc.gr.jp/project/e_circuit/analog/opamp/wien_bridge/genri/genri.htm

 

 

半導体

n型半導体
シリコン(Si)にリン(P)をドープした例である。

5つの赤い丸がリン由来の価電子。

1つだけ余った e- と書かれている電子が電荷の運び手となり結晶中を動く。

 

p型半導体
シリコン(Si)にホウ素(B)をドープした例。

 

 

PN接合ダイオード

PN接合部ではお互いの電子と正孔が打ち消し合い、これら多数キャリアの不足した空乏層が形成される。

 

順方向バイアス

ダイオードのアノード側に正電圧、カソード側に負電圧を印加することを順方向バイアスをかけると言う。これはn型半導体に電子、p型半導体に正孔を注入することになる。これら多数キャリアが過剰となるために空乏層は縮小・消滅し、キャリアは接合部付近で次々に結びついて消滅(再結合)する。全体でみると、これは電子がカソードからアノード側に流れる(=電流がアノードからカソード側に流れる)ことになる。

 

 

逆方向バイアス

 

この場合、n型領域に正孔、p型領域に電子を注入することになるので、それぞれの領域において多数キャリアが不足する。すると接合部付近の空乏層がさらに大きくなり、内部の電界も強くなるため、拡散電位が大きくなる。この拡散電位が外部から印加された電圧を打ち消すように働くため、逆方向には電流が流れにくくなる。

 

ダイオード - Wikipedia
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%80%E3%82%A4%E3%82%AA%E3%83%BC%E3%83%89

pn接合 - Wikipedia
http://ja.wikipedia.org/wiki/PN%E6%8E%A5%E5%90%88

 

PNダイオード (PN Diode)

半導体のPN接合の整流性を利用する、基本的な半導体ダイオードである。詳しくはPN接合の項を参照のこと。
ショットキーバリアダイオード (Schottky Barrier Diode) 金属と半導体とのショットキー接合の整流作用を利用している。順方向の電圧降下が低く、逆回復時間が短いため、超高速スイッチングや高周波の整流に適する。一般的に漏れ電流が多く、サージ耐力が低い。これらの欠点を改善した品種も製作されている。詳細はショットキーバリアダイオードを参照。

 


定電圧ダイオード (Reference Diode)(ツェナーダイオード (Zener Diode))

逆方向電圧をかけた場合、ある電圧でツェナー降伏またはなだれ降伏が起き、電流にかかわらず一定の電圧が得られる性質を利用するもの。電圧の基準として用いられる。添加する不純物の種類・濃度により降伏電圧(破壊電圧)が決まる。なお、順方向特性は通常のダイオードとほぼ同等。

 

 

 

バイポーラトランジスタ

増幅作用

エミッタ - ベース間にわずかな電流を流すことで、エミッタ - コレクタ間にその何倍もの電流を流すことができる。
エミッタ - ベース間のわずかな電流変化が、エミッタ - コレクタ間電流に大きな変化となって現れる。

 

スイッチング作用

増幅時同様、エミッタ - ベース間の電流(ベース電流)によってエミッタ - コレクタ間のより大きな電流(コレクタ電流)を制御できる仕組みを利用する。
ベースに与える小さな信号によってより大きな電流を制御できるため、メカニカルなリレースイッチの代わりに利用されることもある。

 

トランジスタはすごい!
http://part.freelab.jp/p_transistor.html

上のページにわかりよい説明が

順方向に電圧がかけられていてもメイン弁(薄水色)がサブ弁(水色)に邪魔されて開かないので動作せず川の流れはせき止められています

 

当然ダイオードの働きをしていますのでメイン弁(薄水色)が逆方向には開かないようストッパーが付いていますので川の流れはせき止められています。

 

そこでG(ゲート)に電圧をかけるとサブ弁(水色)が押されロックが解除されメイン弁(薄水色)が開き川の流れは一気に流れます。しかも一回流れたらもう止まりません、止めるにはA-K間の流れを遮断すると止まります。

 

わかりやすい

 

 

J-FET

J-FETとは?|共通|東芝 セミコンダクター&ストレージ社
http://www.semicon.toshiba.co.jp/product/transistor/faq/common/answer_common19.html

Junction Field Effect Transistor 接合型電界効果トランジスタを示します。以前はFETと言えばこのJ-FET指していました。主に高入力インピーダンス、低ノイズの特長でインピーダンス変換、低ノイズ増幅器回路などに使用されています。
接続により簡易的な定電流回路素子としても機能します。

 

JFET and MOSFET comparison - Electronic Circuits and Diagram-Electronics Projects and Design
http://www.circuitstoday.com/jfet-and-mosfet-comparison

 

MOS-FET

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