2022年02月21日

エミッタフォロア(その1のやり直し)

今回は「エミッタフォロア(その1のやり直し)」です。

エミッタフォロアは主にバッファとして使う便利な回路ですが、ときどきピーキングを出して(時には発振して)

僕らの頭を悩ませてくれます。特に負荷が容量性(コンデンサがついている)の時は危険度が増します。

前回は、計算の途中までしかできてなかったので、今回はそのやり直しをしたいと思います。

今回は少しモデルを簡単にしました(じゃないと計算力が足りず、解けそうにないです)

map1.jpg

上の図は、エミッタフォロアの周波数特性をSimulationしたものですが、負荷容量を変えるとピーキングが発生します。

その仕組みについて、等価モデル(下図)を使って説明してみたいと思います。

map2.JPG

この等価回路から以下の関係式が導き出せます。

shiki1.JPG

これらを整理して、Veへの伝達関数を求めます。

shiki2.JPG

となります。Vb => Veの利得を求めると、

shiki3.JPG

ここで、shiki4.JPG

を代入すると、

shiki5.JPG

となります(・・・前回よりだいぶ簡単になりました)。

利得の大きさは、

shiki6.JPG

です。

補足:複素関数で、分子と分母の実部と虚部をそれぞれ2乗すると、大きさの2乗になります。

この式で、分母が最も小さくなるのは、shiki7.JPGなので、このときに利得は、

shiki8.JPG

になります。

例えば、CL=Ci=10pR=100Ω、gm=10mA/26mV=384mSの場合、

shiki9.JPG

となって、トランジスタを使ったシミュレーションと一致します(・・・よかった(^_^)

shiki10.JPG

次回は、今回使ったモデルや計算式(A)を使って、エミッタフォロアの入力インピーダンスや出力インピーダンスを計算してみたいと思います。(美斉津)