質問
2020/04/16 18:32

part16ダーリントン接続されたコレクタ接地回路??に関する質問です。
まず、(3)からあってるのか自信がないです。
小信号回路はこれであってるのか教えてください。(全部解いて頂きけると嬉しい)
問題と私の考えを貼っておきます。答えがないので、解いてdmやリプで送って貰えると助かります。
答えが同じでも送ってくれると助かります

↓私の考えのリンク先
https://twitter.com/gausutarou/status/1250717859593908224?s=21

電験二種 電験一種


回答 7 件
イルカ PRO 電験二種
回答
2020/04/16 22:05

この問題は、エミッタフォロワー増幅という入力電圧と出力電圧がほぼ等しいという特殊な回路と2つのトランジスタをつなげたダーリントン接続という技術を使っています。
エミッタフォロワー増幅は入力インピーダンスは無限大で出力インピーダンスがほぼ0という特性を持っています。つまり、電圧源のように負荷に依存せずに大電流を流せるので、安定した出力を出すことができます。

一方で、ダーリントン接続というのは、レンズを2枚使用すると、倍率が2つのレンズの倍率の積になるのと同じように、電流増幅度を膨大にすることができる手法です。増幅度は、近似計算をすれば、2つのトランジスタの電流増幅度の積になるとみなせます。

(4)については、交流信号単体では増幅できないので、入力信号は直流電源を用いて適切にバイアスをかけてあげなければなりません。今回の場合、その電圧はR1,R2で適切に管理されています。また、バイアス回路の種類については今回の場合は、安定度が高いと言われる電流帰還バイアスを使用しています。安定度が高い理由は、バイアス電圧は、この2つの抵抗と電源電圧のみに依存するからです。
なので、増幅率を考えるには、直流成分と交流成分を分離して考える必要があります。そこで、重ねの理を使って考えます。交流成分の場合、高周波なので、コンデンサの場合はインピーダンスを0として考えます。
一方で、重ねの理より、直流電源は「電圧源」としてみなすのでショートさせて考えます。

まとめると、今回の問題は前半部がダーリントン接続関連の問題で後半部がエミッタフォロワー増幅の問題で、その性質について、等価回路を用いて説明するといった問題ですね。

(個人的に、計算が間違っているような気がしますので、そこのところはお許しください。)

イルカ PRO 電験二種
回答
2020/04/16 22:05

二枚目です

イルカ PRO 電験二種
回答
2020/04/16 22:06

3枚目です

イルカ PRO 電験二種
回答
2020/04/16 22:07

4枚目です

イルカ PRO 電験二種
回答
2020/04/16 22:07

5枚目です。


ガウス太郎 現役の工学部電気電子工学科B4
2020/04/17 01:13

実用的な事までコメントして頂きありがとうございます😊
じっくり読ませて頂きます。
(4)は、私が途中で間違えていたようで答えが異なりましたが、(5)は展開すると全く同じ答えになりました😀
ありがとうございます😊

イルカ PRO 電験二種
回答
2020/04/16 22:08

最後です。結局はキルヒホッフをうまく使いこなせるかがカギになりそうですね。!

NobodyDid 電験一種、一陸技
回答
2020/04/17 01:03

(1)名称はよくは分かりませんが、「コレクタ接地ダーリントン増幅回路」とでも言うのでしょうか?
(2)ib2=(1+hfe)ib1
(3)hie1,hie2→hie。図は合っていると思います。カメラが無いので写真は省略。
(4)ic2=hfe*ib2=hfe(1+hfe)ib1

(5)アドミタンスで計算したほうが速いかも。
トランジスタの入力インピーダンス計算
vi=hie*ib1+hie*ib2+R3*(1+hfe)*ib2
 =hie*ib1+{hie+R3*(1+hfe)}*ib2
 =hie*ib1+{hie+R3*(1+hfe)}(1+hfe)*ib1
={hie+{hie+R3*(1+hfe)}(1+hfe)}*ib1
∴r'=vi/ib1=hie+{hie+R3*(1+hfe)}*(1+hfe)
ここまではガウス太郎さんの答えとあっています。

Gi=1/R1+1/R2+1/r'
ri=1/Gi=1/{(1/R1)+(1/R2)+(1/r')}
ガウス太郎さんのri=の式は多分間違っていると思います。正しくは、
ri=R1R2r'/{R1R2+(R1+R2)r'} これを計算すると、
ri=R1R2{hie+{hie+R3*(1+hfe)}(1+hfe)}/{R1R2+(R1+R2){hie+{hie+R3*(1+hfe)}(1+hfe)}

(6)増幅率
Av=Vo/Vi
Vi={hie+{hie+R3*(1+hfe)}(1+hfe)}*ib1
Vo=R3(1+hfe)ib2
 =R3(1+hfe)^2*ib1
∴Av=R3(1+hfe)^2/{hie+{hie+R3*(1+hfe)}(1+hfe)}

※間違っていたら御免という事で
※括弧の位置が間違っているかも


ガウス太郎 現役の工学部電気電子工学科B4
2020/04/17 01:11

確かに、並列の計算をきちんとやってなかったみたいなので間違えているみたいですね😓
やらかしました
ご指摘ありがとうございます😊
訂正しておきます


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