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Contents：解説1、 エミッタ接地回路のゲイン計算方法について

今回は、エミッタ接地回路のゲインの計算方法について、分かりやく理解する方法を考えます。
どのように考えれば、複雑な回路も理解しやすくなるのでしょうか？



Fig.1　エミッタ接地回路

Fig.1のエミッタ接地回路を、エミッタ接地回路に付随する負荷Ｚ1と、エミッタ接地回路の次段のインピーダンスZ2に分離し、各インピーダンスを考えます。この考え方が重要です。この負荷Ｚ１とＺ２に切り分ければ、等価回路を書かなくても直感的にゲインが求まるのです。このように考えると、上記回路のVoutにおける出力インピーダンスは、 トランジスタ単体のroを考慮すると、

Zout= (ro//Z1//Z2)となります。

そのときのゲインは

ゲイン：Av=Vout/Vin= - gm ×(ro//Z1//Z2)

で計算できます。

つまり、エミッタ接地回路のgmと、
その回路のVout点からGNDにつながるそれぞれの並列抵抗Z3を考え、
ゲイン= - gm×Z3で計算できます。

Contents：解説2、 エミッタ接地回路のゲイン計算方法について

では次に、もう少し詳細をみていきます。


(a)　　　　



(b)　　　　　　　　


(c) 　　　　

Fig.2　各種エミッタ接地回路

上記１で説明した方法の例をみていきます。
以下の(a)〜(c)の場合

(a)　　Z1=抵抗　　Z2はなし 　　
(b)　　Z1=カレントミラー=ro(pnp)　　Z2はなし　　　　　　　　 　　
(c)　　Z1=ダイオード=re　　Z2はなし

例えば、(c)のときは、

Gain=-gm(npn)×[ro(npn)//re] となります。

この切り分けが出来ると後は、別章で扱うインピーダンスの求め方を知っているだけで、たいていのエミッタ接地回路が直感的に計算できます。とはいってもZ1もZ2も多くの場合、以下の ro、re、ro(1+gmRE)、rπ、R、1/jωC のような値になることが多いです。

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Contents：解説3、 エミッタ接地回路のゲインの計算方法について

以上より、ゲインを求める上で重要なことは、その回路の入力電圧により、出力電流が変化する部分のgmを求めることと、VoutからGNDにつながる素子の出力インピーダンスを求めることです。これらが分かれば、直感的にゲインは計算できそうです。

Contents：今回のポイント

以上、今回は、エミッタ接地回路のゲインの簡単な求め方を考えましたが、このような切り分け方を考えておくと、すべて等価回路を書かなくても、ある程度直感的に、回路の計算ができるようになります。上記では、イメージを書きましたが、このような回路の詳細計算過程を知りたい方は、

システムLSIのためのアナログ集積回路設計技術〈上〉

などが詳しいです。

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