トランジスタ電流帰還バイアス増幅回路

電流帰還バイアスは増幅回路のなかでは最も多く使われるバイアス回路です。
このバイアスを使った増幅回路の特徴は温度や電源電圧が多少変動してもコレクタ電流はほとんど変わらず、そのうえh_EFにほとんど関係なく設計できます。

電流帰還バイアスの動作を簡単に説明します。
トランジスタのエミッタ側の抵抗(R_E)をエミッタ抵抗と呼びます。この抵抗がコレクタ電流を安定にしてくれる働きをします。別名、安定抵抗とも呼びます。

R_A、R_Bはブリーダ抵抗と呼ばれ電源電圧を分割し、ベース、グランド間の電圧を安定に保つ働きをします。

(1) バイアス電圧V_BEはV_BとV_Eの差になり次のような関係になります。V_Bはベース電流I_Bの変化にかかわらずほとんど一定の電圧

(2) さて、いま温度が上昇してコレクタ電流I_Cが増加すると、エミッタ電流I_Eも増加するから、 I_ER_Eも増加して、V_BEが減少します。(上記の式を参照)

(3) V_BEが減少すればベース電流I_Bも減少し、コレクタ電流の増加を抑えます。(コレクタ電流の変動が抑えられる)

電流帰還バイアスを使った増幅回路

電流帰還バイアス回路の抵抗値の決め方

電流帰還バイアスを使った増幅回路の設計手順は固定バイアスと同じように電源電圧を決め、コレクタ電流又は負荷抵抗を決め、設計の諸条件を決めます。

設計条件

V_BEとh_FEは使用するトランジスタのデータシートから判ります。
これらの条件から電流帰還バイアス回路を使った増幅回路の各々の抵抗値を計算して見ましょう。

エミッタ抵抗R_E

エミッタ電圧は電源電圧の２０％、エミッタ電流＝コレクタ電流であるから

ブリーダ抵抗R_A

R_Aの端子電圧V_Bは

流す電流はベース電流の１０倍、そのベース電流は

ブリーダ抵抗R_Aは

ブリーダ抵抗R_B

R_Bに流れる電流は

R_Bの端子電圧V_Aは

ブリーダ抵抗R_Bは

バイパスコンデンサC_E

バイパスコンデンサC_Eは入力信号の交流成分がエミッタ抵抗に流れてエミッタ電圧を位押し上げ、出力を低下させるのを防止します。従って、入力信号の下限周波数に対して充分に低いリアクタンスになるようします。

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