トランジスタのインピーダンス/実用的なアンプを作ろう！(3)【電子工作】[010]
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- Опубліковано 9 вер 2024
- このシリーズではスピーカーに直流成分が流れないように改良したえれきちアンプを作っていますが，今回の動画ではこのアンプの出力音量の限界に挑戦します。
これを考えるには，エミッタ接地増幅回路の各部に，どのような電流が流れ，どのような電圧がかかるかについて詳細に理解する必要があります。これを把握するために，トランジスタを「等価回路」に置き換えて回路を分析し，どのパーツがアンプの動作にどのような影響を与えるのかを説明します。特に，エミッタ接地増幅回路の入力インピーダンスについて詳しく説明し，その求め方と，それが回路に及ぼす影響について考えます。
この動画を見ていただければ，エミッタ接地増幅回路で使う場合のトランジスタの小信号等価回路とそこに含まれる，入力インピーダンス，出力インピーダンス，そして電流源について詳細が分かりますので，ぜひご覧ください。
半世紀前の電気工学科卒業生です。昔の授業よりも動画のほうがずっとよくわかるような気がします。ありがとうございます。
この動画は、基本的な電子回路の解説書と同じ内容を解説したものと思いますが、やはり、動画で説明して頂けると、よく分かりますよね～
わたしが若い頃にはUA-camはなかったので、今の若い方々は、こんなに分かりやすい教材をタダで観られて、羨ましすぎます!
昔、さんざん苦労して理解した(つもり⁇)ものですから。
コメントありがとうございます。電子回路をよく理解しておられる方によくわかると言っていただき、励みになります。今後もわかりやすい動画作るように頑張ります。
私自身が、「固定バイアスと電流帰還バイアスの違い」「エミッタ接地回路は電圧増幅でエミッタフォロワが電流増幅」ということは本で読んでいても実際には中身を飛ばして結果だけ使っていたことがよく身に沁みました。動画ＵＰありがとうございます。
聞き入っちゃう。
義務教育の教則ビデオみたいな安心感ｗ
待ってました＾＾
有難う御座います
窓の景色が良い素敵なお部屋ですね。
楽しみに待っていました。とても勉強になります。
興味深く拝見させていただきました。トランジスタ回路の考え方を丁寧に説明していただきありがとうございます。
アンプの入力インピーダンスがかなり低くなるので、普通のアンプとして使うことはできそうにないようです。
次回はエミッタフォロワで、高い入力インピーダンスと低い駆動インピーダンスとなりそうで、楽しみにしております。
スピカーに直流電流を流すアンプ回路が現れるなんてと驚いていたら、小さな電流なら問題なく音が出る事に納得したうえで、
抵抗の代わりに定電流源を組んだり、トランスを入れて直流をカットする昔のA級アンプ回路にも繋がる話にワクワクしています。
６０数年前2SB56で指先をやけどした少年時代を思い出しておりました。あらためて勉強になります。
将来質問する機会が出来れば有難いです。
当方もＳＩＴの2SK182、180（Ｖ－ＦＥＴ）特性は3極管似を大量に持っていたため１石（ステレオで２石）のシングルアンプをＳＩＴ（Ｖ－ＦＥＴ）を作ってみましたが3極管アンプに似た音で十分実用になりました。歪は2次成分が主で1W時１％程度でした。普通のトランジスタでも負荷抵抗10Ω程度であれば出力ｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽが低くなるので意外と歪は別にして実用になるんですね。なお、ＳＩＴの2SK182、180（Ｖ－ＦＥＴ）は現在入手難で高価です。またバイアスがマイナスなので工夫が必要でｽ。（他の方が出していますので当方の手持ちをヤフオクに出品様子見）
希少な部品を使って試してくださった貴重な情報をお知らせくださり，ありがとうございます。
僕はV-FETを使ったことがないのですが，珍しい部品をお持ちで，真空管の音もよく理解しておられるので，電子回路の設計の大先輩の方だと思います。僕が知らないデバイスを使いこなす方に，このチャンネルの動画をご覧いただき，ありがたいです。電子回路を学んでおられる方のみならず，十分に理解しておられる方からも，こうしてコメントを頂いて，いろいろと教えて頂けて本当に嬉しいです。今後ともよろしくお願いします
趣味でやっているラジオ工作から、一歩も二歩も進めました🎉
ありがとうございます。
大学の電子工学科レベルのお話ですね。ためになります。「ri が Ic によって変化したりしたら、出てくる音はとんでもなくひずんだ音になりそう」という気がしてしまいますが。
いつも、楽しく大変勉強になる動画ありがとうございます。今回、はじめてついていけなけくなりました。インピーダンス(流れにくさ)が♾️だと、それがついていないのと同じ？というのがどうしても理解できませんでした。それ以降が難しくなりました。ここが私の第一関門ですね。頑張ります。調べながらついていけるよう反復勉強で乗り切ります。
僕の表現が分かりにくいですね。補足させてください。
「インピーダンス(流れにくさ)が∞だと、それがついていないのと同じ」
という内容を言い換えると
「回路の一部にインピーダンス(流れにくさ)が∞の抵抗がついていても、そこには電流が全く流れないので，その抵抗がついていないのと同じ」
ということです。
例えば10Ωの抵抗に5Vの電圧がかかると500mAの電流が流れ，1KΩの抵抗に同じ5Vをかけると5mA流れます。10KΩ,100KΩ,1MΩと大きくしていくと，0.5mA, 0.05mA, 0.005mAと電流がどんどん小さくなっていきます。
ではさらに抵抗値を大きくして，∞Ωとすると，どうなるかというと 0A となり，電流は流れなくなります。つまり，∞Ωの抵抗があるところは回路が「切れている」(抵抗がある部分の両端がつながっていない)のと同じで，∞Ωの抵抗でつないでも，それを取り外してしまっても同じということです。これを伝えくて「それがついていないのと同じ」と言ってしまいました。
抵抗は電流を「妨げる」素子ですが，回路の設計者が抵抗を付けるということは，そこの電流を「妨げたい」というよりも，望む量の電流を「流したい」わけです。それで「電流を流すために」付ける部品が，全く「電流を流すのに寄与しない」のであれば，取り外してしまいたいという気持ちになるという設計者としての僕の中の意識が，ついていても意味がないので「取り外す」という発想になったように思います。
分かりにくい部分をコメントしてくださり，ありがとうございました。こうしたコメントは良い動画を作るのに参考になりますので，指摘してくださって助かりました。
@kokorosuke1849 さん その気持ち、わかります。「無限Ωだから切っても（取り去っても）よい」の逆で、「こことことは電位が同じだからショートしても同じ（電流が流れないのでショートしてよい）」というテクニックが、昔、大学の電気回路の演習で網の目のような大きな回路の合成抵抗を計算せよという問題を解くときにあり、「そんなの無理だろう」と思った計算が簡単にできてしまうことを知って感動したのを覚えています。
@@elecwitty補足ありがとうございました。補足説明を参考に、さらに動画を何度か見ることによって理解することができました。ありがとうございます。感覚的に理解するまでにはさらに数回見ないといけないと思いますが、各場所の説明についてはきちんと理解することができました。ありがとうございます。同じ回路を実際に組みながら、勉強してきましたが、バイポーラコンデンサをもっていなかったので、普通のコンデンサをカップリングコンデンサとして使ってまいりました(スピーカー側をプラス)。手元にいま、回路がないのでためせないのですが、今回の回路修正によって、結果的に、カップリングコンデンサが、スピーカーのプラス側に接続することになりましたので、カップリングコンデンサのマイナス側がスピーカー側にくるようにすればいいという理解であってますでしょうか？
あと、今回の動画に直接的に関係ないかもしれませんが、もしも以前の回路であっても、電源のプラス側の近傍にコンデンサをつけて、そのコンデンサのマイナス側をグランドに接続すれば、回路をかえずとも、ノイズみたいものを無くすことが可能なのでしょうか？
素人質問なので、お手隙の際でも、また、回答なくてもかまいません。ありがとうございました。素晴らしい動画に感謝です。
@@katoukenominnakatou360素人なので、恥を承知で質問させて頂きましたのに、励ましのコメントを頂きまして感謝です。補足も助かりました。お恥ずかしいばかりですが、音楽が好きなものですので、中古で購入した古いアンプが壊れたとき、せめて自分で直せるくらいにはなりたくて、なんとか勉強しております。エレキチさんの説明がわかりやすくて、色々作りたくなってきてしまいました。本当に楽しいです。ありがとうございます。
@kokorosuke1849 さん。
カップリングコンデンサに極性のあるコンデンサを使う場合には，おっしゃる通りの接続でよいと思います。また，電源の両端にデカップリングコンデンサを入れて電源電圧を平滑化する方法は，電源によっては，もしかしたら電源由来のノイズ対策としては効果があるかもしれません。使っている電源によりますので何とも言えませんが，ノイズが出る電源を用いておられるようであれば，試してみられてはどうでしょうか？
僕は子供のころに本当に学びたいのに，教えてくれる人がいなくて残念な気持ちだったので，このチャンネルでは，本気で学ぼうとしている方の疑問には，できる限りお答えしたいと思います。僕もすべてを答えることはできないかもしれませんが，どのように説明したらもっとわかりやすくなるかを考える上で参考になりますし，他の視聴者の方にも参考になることもあるかもしれません。それで，ぜひご質問などがありましたら，コメント欄に書き込んでいただければ嬉しいです。よろしくお願いいたします。
２ｋΩを500Ωにしてベース電流（7～８mAくらいが良さそう）をあげて、10Ωを４Ωくらいにするとよいような気がします。2kだとIcが0.2～0.3A程度になってしまいそうです。電源を10V程度以上にできるともっと楽に設計できそうですね。
こんにちは。等価回路は以前、本で理解しようと思ったのですが途中で断念しました。この動画でのえれきちさんの説明はわかり易くて勉強になりました。ありがとうございます。
この動画を見てわたしもブレッドボードや部品を買って試しています。10Ω5Wの抵抗が手元に無いので、009で解説されている100Ω1/2W、固定バイアス抵抗18kΩでの回路でサイン波をオシロで見ると動作点は2.5Vでいいですが、確かに波形は小さくなまっていますね。
今後10Ω抵抗も手に入れて試してみます。
今後の動画も楽しみにしております。
実際に作ってくださり、動作を確認いただけて嬉しいです。今後も、一緒に自分で実用的なアンプに行きつくまでの道筋を歩んでいただければ嬉しいです。
今どき デジタルアンプのIC使って 規格表どうりに回路組んで終わっちゃいますよね
昔はスピーカにトランスがくっついてたのが 懐かしいです
昔（７０年代）の大学の教養課程の中でこういうのいじくって遊んでましたね。
あの時こっちの世界にもっと興味持ってたら人生変わってましたね(=^・^=)
1石で実用的な出力を出すにはST-32辺りの
トランジスター用の出力トランスを入れないと厳しいのでは無いでしょうか
1970年代の簡易的な1石アンプは殆どこの構成だった記憶が有ります
音質低下を嫌いトランスレスでコンデンサーカップリングにする場合は
3石で出力段をプッシュプル構成にしないと実用的では無いでしょう
コメントありがとうございます。
おっしゃる通り、昔から、スピーカーを鳴らす一石アンプといえば、トランス結合を用いたものが多かったと思います。
この動画で作っている回路では、かなりの電力が熱になり捨ててしまうことになり効率がとても悪いので、一石で作るアンプとしてはとても不利なのですが、非常に大きなコレクタ電流を流しているので、電力の無駄がとても大きいものの、なんとかスピーカーを鳴らすことができます。
この実用的なアンプを作る動画シリーズでは、まさにコメントに書いてくださったプッシュプルのアンプに行きつくことを計画しておりました。この動画はその動画シリーズの中の3番目の動画で、ここまでででやっとスピーカーに流れる直流が流れないようする方法と、直流と交流に分けて考える方法を説明したところです。今後、エミッタフォロワを説明し、2段構成にしてある程度音が出るようにして、その後プッシュプルの回路を説明しするという道筋で、最終的な形にことにしようと考えておりました。そこまで行きつくのに、少なくともあと3本は動画を作ることになると思います。(クロスオーバー歪みやSEPPなども別に説明するとなるともっと動画の数が多くなるかもしれません)
実用的なアンプに到達するよう今後もかんばりますので、よろしければこのチャンネルの動画を見ていただければ幸いです。よろしくお願いします。
rbb'がわかれば Vce-Icのグラフは描けますか？？？
入力インピーダンスはriとRbとの合成抵抗になったような気が…
コメントありがとうございます。申し訳ありません。「回路の」入力インピーダンスと「トランジスタの」入力インピーダンスを明確に区別して説明すべきでした。
おっしゃる通り，「回路の」入力インピーダンスは ri と Rb の合成抵抗になります。音声入力端子につなげられる音声ソースから流れ込む電流を求める場合には，その「回路の」合成インピーダンスを用いる必要がありますが，今回はトランジスタのベースに流れ込む電流を計算したいので「トランジスタの」入力インピーダンス riを用いて計算しています。
今後，できるだけ，あいまいな表現にならないように気を付けたいと思います。
@@elecwitty 承知しました。返信ありがとうございます😄
トランジスターの基礎ですか？正直言て、むずいですね？
コメントありがとうございます。この動画は、確かに少し難しい内容を扱っていると思います。
トランジスタの基礎は、最初の動画シリーズの「自分だけのトランジスタアンプを作ろう！」の再生リストにある動画であつかっていますので、この再生リストの最初の動画から見ていただければ、基礎を学んでいただけると思います。もしよければ、ご覧ください。
55分は長すぎ。
ゲイン＝電圧利得として最大を目指して設計しているようですが、スピーカーの音を大きくするためには電力利得を最大にするように設計しないといけないのではないかな？ 10Ωの抵抗は無駄に電力を消費していることが分かっているのに。まあ、次回の動画でってことですかね。