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cert_exam:electrical_chief_engineer_3:theory:electronic_theory:amplifier

増幅の回路

エミッタフォロワー

(H30-16)

出力側の抵抗を入力側の抵抗に移して等価回路を考える場合には,抵抗値をHfe倍したものが, 入力側にあるものとして考えればよい

バイアス回路

(H29-13)

エミッタ接地回路で,Ic=0となるのは,Vce = Vcc となる時だから, Vccを得るにはねグラフからIc=0となる点を見て,Vceを得ればよい

利得

電圧利得 $ G_v [dB] = 20 log \frac{V_o}{V_i} $

電力利得 $ G_p [dB] = 10 log \frac{P_o}{P_i} $

log に関わる公式

\[ log (a * b) = log a + log b \\ log (\frac{a}{b}) = log a - log b \\ \]

例
log 5 = log (10/2) = log 10 - log 2
で計算できる

利得を計算する式の数が,電力利得は20,電圧利得は10なのはなぜ?

電圧のゲインと電力のゲインが一致するようにするため。

$ P = V I = \frac{V^2}{R} $ なので,電力は電圧の二乗に比例する

  • 電圧Vが2倍になると電力Pは4倍となる
  • 電圧Vが10倍になると電力Pは100倍となる

ここで,電力利得を $10 log \frac{P_o}{P_i}$で計算すると,

  • 電圧Vが2倍(3dB)になると電力Pは4倍(6dB)
  • 電圧Vが10倍(10dB)になると電力Pは100倍(20dB)

こうなると,この増幅器は電圧的にみると3dB(10dB)だが,電力的に見ると6dB(20dB)のようになってしまう。 これを避けるため,logにかかる係数を電圧の場合は20,電力の場合は10とすると

  • 電圧Vが2倍(6dB)になると電力Pは4倍(6dB)
  • 電圧Vが10倍(20dB)になると電力Pは100倍(20dB)

のように一致することになる。 このように,ゲインをdBで計算する場合,電圧的に見ても,電力的にみても,同じになるようにするために,係数が20と10が設定されている。

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