<アンプ設計(番外編2)>
各定数を決定する為にまず各トランジスタのバイアス電流及びバイアス電圧を決めます。
今回バイアス計算のための条件としてトランジスタの常温でのVbeを0.7V、サーマルボルテイジVTを0.026V、また電流増幅率βを100と仮定しました。
本アンプはエミッタ接地トランジスタQ1を増幅アンプとし、その他バッファートランジスタを介して入出力に負帰還がかかり各トランジスタがバイアスされます。
よってまずはQ1の電流を決めます。通常アンプのコレクタ電流は帯域を極力高く使いたいので、fT(電流増幅率が0になる周波数)が最適になる電流値付近にバイアス設計しますが、今回はトランジスタの特性仕様より目標10mAとします。
まず、回路がバイアスされた状態を想定して、エミッタ接地Q1のコレクタ電圧よりコレクタ抵抗を決めます。
回路構成より無信号時のコレクタ電圧はGND電圧よりVbe3段分高くなるため、コレクタ抵抗の両端の電圧は、
よって、R7=2.6Ωとなります。
ここで、Q1の入力等価容量を計算します。エミッタ接地Q1の利得はgm×Rc
となりますがRcは等価回路ではR7となります。よってQ1の利得は
となり、R3=260Ωとなります。
次にエミッタフォロアQ2ですが、エミッタ電流を10mAとするためには
Q1時と同様にアンプバイアスよりエミッタ電圧はGND電圧よりVbe2段分高くなるため
Q2エミッタ抵抗は
よりR5=14.3kΩとなります。またQ2の出力インピーダンスの概算は
よって、R6=5.5Ωとなります。
次にエミッタフォロアQ3ですがバイアス電流は入力インピーダンスをできるだけ
大きくしたいためQ1の10分の1程度で1mAとします。この時Q2のエミッタ抵抗は
となります。
しかし、アンプの入力インピーダンス(等価回路ではR1)はQ1も考慮する必要があり
その概算は
となります。
またQ3の出力インピーダンスですが、今回のアンプの等価回路図には入出力の帰還抵抗Rfを表していません。この帰還抵抗はQ3の入力駆動インピーダンスとなりますが
この場合帯域を重点に起きたいので最大値を考慮すればよいです。
仮にRFを最大でも2kΩ程度とすると

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