前項ではバイポーラトランジスタの構造と役割を紹介しました。トランジスタには3つの端子(コレクタ、ベース、エミッタ)がありますが、そのうち一つは入力端子、もう一つは出力端子で、最後の一つは入出力共通端子となります。
バイポーラトランジスタには3種類の接地増幅回路があり、それはコレクタ、ベース、エミッタのどれが入出力共通端子であるかによって決まります。それぞれ、コレクタ接地増幅回路、ベース接地増幅回路、エミッタ接地増幅回路と呼ばれ、その特徴も随分と異なるため、この項では3つの接地増幅回路それぞれの回路図と特徴について解説します。
エミッタ接地増幅回路
3つの接地増幅回路の中で、最も主要なものがエミッタ接地増幅回路です。その回路図は以下のようなものになります。
入出力共通端子がエミッタであるためにエミッタ接地増幅回路と呼ばれていますが、このタイプであるという判断は次のような点に着目するとよいと思います。
入力信号(交流電源)VinにつながっているのがB(ベース)、出力信号(負荷)VoutにつながっているのがC(コレクタ)なので、その両者と直接接続されていない(直流電源を介している)E(エミッタ)が入出力共通端子である、と考えることができます。
エミッタ接地増幅回路の特徴には以下のようなものが挙げられます。
- 電圧増幅率と電流増幅率のどちらも大きい
- 出力交流電圧の位相は入力交流電圧の位相に対して逆位相となる
コレクタ接地増幅回路
コレクタが入出力共通端子である場合、コレクタ接地増幅回路となります。その回路図は、以下の通りです。エミッタ接地増幅回路のときと同様、VinにもVoutにも直接接続されていないのがC(コレクタ)なので、これが入出力共通端子であるとわかります。
コレクタ接地増幅回路の特徴には以下のようなものが挙げられます。
- 電圧増幅度がほぼ1
- 入力インピーダンスが大きく、出力インピーダンスが小さい
ベース接地増幅回路
ベースが入出力共通端子である場合、ベース接地増幅回路となります。その回路図は、以下の通りです。これも上記2つと同様、VinとVoutの両方から離れているB(ベース)が共通端子になります。
ベース接地増幅回路の特徴はコレクタ接地増幅回路と対照的で、以下のようなものが挙げられます。
- 電流増幅度がほぼ1
- 入力インピーダンスが小さく、出力インピーダンスが大きい
ちなみに、上で示した3つの回路図からもわかるように、いずれの接地増幅回路においても、コレクタ電流IC[A]、ベース電流IB[C]、エミッタ電流IE[A]の関係式は以下のようになります。
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