バイアス抵抗の求め方/トランジスタ・アンプの作り方(3)【電子工作】[003]
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- Опубліковано 17 вер 2024
- 【電子回路の基礎】固定バイアス回路のバイアス抵抗の計算
先回の動画(002)で、トランジスタアンプにバイアスが必要であることを理解したえれきちは、やけどしそうになったり、トランジスタを壊しそうになりながらも、試行錯誤して、音が出るバイアス抵抗を探して、何とか音を出すことに成功しました。でも、えれきちが自分が選んだ抵抗は果たして適切なのでしょうか？
それを確かめるために、今回の動画では、最適なバイアスがかかった状態とはどのような状態なのか、またバイアス抵抗をどのように計算するのかについて説明します。
この動画を見れば、トランジスタアンプを作るのに不可欠な、適切なバイアス点を求める方法がわかりますので、どうぞご覧ください。
このシリーズの以前の動画を見たい方は、以下のリンクからご覧いただけます
この「自分だけのトランジスタアンプを作ろう！」シリーズの動画
【電子工作】トランジスタ・アンプの作り方(1)動作のイメージ[電子回路の基礎 001J]
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#電子工作 #トランジスタ #アンプ #自作 #初心者
![カップリングコンデンサとは/トランジスタ・アンプの作り方(4)【電子工作】[004]](http://i.ytimg.com/vi/0VGeDROXleE/mqdefault.jpg)
![カップリングコンデンサとは/トランジスタ・アンプの作り方(4)【電子工作】[004]](/img/tr.png)
![コンデンサとカットオフ周波数/トランジスタ・アンプの作り方(5)【電子工作】[005]](http://i.ytimg.com/vi/7spK7mXPAxk/mqdefault.jpg)
とても分かりやすい解説に感謝します！😄
@MidTimさん、super thanks ありがとうございます。初めてsuper thanksをいだたき、感激しました。今後もわかりやすく電子回路を説明するように頑張ります。今後ともよろしくお願いします。
A級アンプがなぜあんなに熱くなるのか、音が豊かに感じるのかがとっても腑に落ちました。ありがとうございます
A級アンプの動作が伝わってよかったです。僕も子供のころ，A級やB級プッシュプルというアンプの種類があることを本で読んだのですが，これらのバイアスのかけ方について十分に理解できないものの，興味深く感じたのを思い出します。この動画を見ていただいて，腑に落ちたと言ってくださり嬉しいです。今後ともよろしくお願いいたします。
いつも楽しく勉強させて頂いております。
とても分かりやすい説明で初心者の私にも理解しやすく何度も"えれきち"さんの動画を拝見させて頂いております。
こちらの回の解説につて一つ質問がございます。
【５：１０辺りでの解説】
・バイアス抵抗が高い＝バイアス電流が小さくなる＝波形の電圧の ”高い” 部分が歪む
・バイアス抵抗が低い＝バイアス電流が大きくなる＝波形の電圧の ”低い” 部分が歪む
【１０：５０辺りでの解説】
・バイアス抵抗が高い＝バイアス電流が小さくなる＝波形（出力電流）の ”低い” 部分が歪む
・バイアス抵抗が低い＝バイアス電流が大きくなる＝波形（出力電流）の ”高い” 部分が歪む
とご説明されてると私自身解釈しているのですが、もし解釈が正しければ何故５：１０〜 の解説とは逆の挙動を１０：５０〜 でしているのかが何度動画を見ても理解でず困っております。
もし宜しければご教授して頂ければ嬉しいです。
よろしくお願いします。
これからも動画楽しみにしております！
私の動画を詳細なところまで見て、学んでくださり、本当にありがとうございます。苦労して動画を作った甲斐があります。
ご質問の点についてお答えいたします。お尋ねの点を理解するには「電圧」と「電流」を区別して考えていただくと理解していただけるのではないかと思います。5:10あたりの波形は「電圧」の波形で、10:50あたりの波形は「電流」の波形です。
通常はオシロスコープでは電圧を見るため、普通は信号の波形を見ると、電圧の波形と思ってしまうと思います。「電流」の波形を示すなら、明確に「電圧」ではなく「電流」の波形であると強調すべきでした。申し訳ありません。
質問頂いた内容は、エミッタ接地増幅回路の特徴である、出力信号が入力の逆相になるということに関係する、重要な要素が含まれているので、少し詳しく説明します。
5:10あたりで見ている「出力」波形は、トランジスタとスピーカーをつなぐ線の「電圧」をオシロスコープで見た波形です。この波形は、コメントに書いてくださった通り、
・バイアス抵抗が大きいと->バイアス電流が小さくなり->波形の電圧の ”高い” 部分が歪み
・バイアス抵抗が小さいと->バイアス電流が大きくなり->波形の電圧の ”低い” 部分が歪みます。
ここで見ている波形は「電圧」です。
これに対し、10:50あたりで書いている波形はスピーカー(コレクタ)に流れる出力「電流」の波形です。
ここで、トランジスタのコレクタの出力電圧(スピーカーの下側の端子の電圧)と、コレクタ(スピーカー)に流れる出力電流の関係を考えて見てください。
コレクタ「電流」が大きくなると、負荷であるスピーカーでの電圧降下が大きくなり、コレクタ「電圧」は下がります。逆に、コレクタ「電流」が小さくなると、スピーカーの電圧降下が小さくなり、コレクタ「電圧」は上がります。このように、コレクタ「電流」が大きいと、コレクタ「電圧」が小さくなるという、逆比例の関係にあります。
例えば、コレクタ電流が 0.1Aの時には、スピーカーでの電圧降下は 0.1*8=0.8Vなので、コレクタ電圧は 5-0.8=4.2Vとなります。コレクタ電流が0.3Aと大きくなると スピーカーでの電圧降下は 0.3*8=2.4Vなので、コレクタ電圧は5-2.4=2.6Vとなります。
このようにエミッタ接地増幅回路では、入力電圧が高くなると→入力電流が大きくなり→出力電流が大きくなって→出力電圧が低くなると言う風に、入力電圧が高いと出力電圧が低くなります。それで、エミッタ増幅回路の電圧の入力と出力の波形は、逆相になります(上下が反転する)。電子回路の教科書でよく「エミッタ接地増幅回路の入力と出力は逆相になる」と書かれていますが、このことを言っているのです。このように「電圧」の波形が逆相になることは、5:10以降のオシロでみた「入力」と「出力」波形は上下が反対になっていることからもわかります。
少し長くなりましたが、このように「電流」と「電圧」を区別して考えていただくと理解していただけるのではないかと思いますがいかがでしょうか。
この度はコメントいただき、どのような点が分かりにくいのかが分かり今後の参考になりました。ありがとうございました。
@@elecwitty
えれきちさん
ご丁寧に説明をして頂きましてありがとうございます。
当方電子工作初心者でして、トランジスタアンプの回路設計は基本中の基本だと思うのですが、こんなに難しいものなのかと正直この段階で心折れそうです笑。
しかしえれきちさんのご丁寧な解説、ご説明に助けられ、楽しみながら電子工作を勉強しています。
アドバイス頂いた「電圧」と「電流」を区別して考えることは理解致しました。
こちらこそ理解力が乏しくて申し訳ございません。
後半のご説明文の【コレクタ「電流」が大きくなると、負荷であるスピーカーでの電圧降下が大きくなり、コレクタ「電圧」は下がります。逆に、コレクタ「電流」が小さくなると、スピーカーの電圧降下が小さくなり、コレクタ「電圧」は上がります。このように、コレクタ「電流」が大きいと、コレクタ「電圧」が小さくなるという、逆比例の関係にあります。】について、上記のご説明で示すコレクタ「電流」とは13:18辺りの ”IC”を示し、コレクタ「電圧」はVCEを示すという理解でよろしいでしょうか？
また、最後のご説明文にある【このようにエミッタ接地増幅回路では、入力電圧が高くなると→入力電流が大きくなり→出力電流が大きくなって→出力電圧が低くなると言う風に、入力電圧が高いと出力電圧が低くなります…】について、上記のご説明で示す”入力電圧”と”入力電流”は13:18辺りの図ではどこの部分を指すのでしょうか？
私の理解では
“入力電圧(VSP)が高くなると→入力電流(IC)が大きくなり→出力電流(IC)が大きくなって→出力電圧(VCE)が低くなる”
と考えているのですが正しいでしょうか？
初歩的な質問ばかりで大変恐縮ですが教えていただけると嬉しいです。
長々と失礼しました。
ご質問頂いた内容についてご返事します。
>「コレクタ電流」とは13:18辺りの ”IC”を示し、コレクタ「電圧」はVCEを示すという理解でよろしいでしょうか？
はいその通りです。
「コレクタ電流」と言った場合にはコレクタに流れる電流の事でわかりやすいですが「コレクタ電圧」と言った場合にどこかわかりにくいですね。普通は電圧は電位差、つまり二点間の電位差をいうので、「コレクタ・ベース間電圧」のように二つの場所が指定された場合にはすぐにわかりますが、「コレクタ電圧」のように一つの場所しか指定されていないと、どことどこの電圧なのかという事になってしまいます。
通常、電子回路においては、このように一点を指して、その点の電圧と言った場合には、グランドとその点の電位差(グランドを基準にしたコレクタの電位)と考えてください。13:18あたりの回路図にはグランド記号が書いてありませんが、エミッタ接地回路ではエミッタを接地する、つまりエミッタをグランドに接続する形にするので、コレクタ電圧と言うと、コレクタ・エミッタ間電圧という事になります。
次の
>最後のご説明文にある【このようにエミッタ接地増幅回路では、入力電圧が高くなると→入力電流が大きくなり→出力電流が大きくなって→出力電圧が低くなると言う風に、入力電圧が高いと出力電圧が低くなります…】について、上記のご説明で示す”入力電圧”と”入力電流”は13:18辺りの図ではどこの部分を指すのでしょうか？
と言う質問についてですが、結論から言うと「入力電圧」は音声入力信号の電圧で、ベースに繋がっている左側の二つの〇で示した電圧のことですので、ベースエミッタ間電圧という事になります。
この回路はエミッタ接地増幅回路でベースが入力となりますので、「入力電圧」はベースの電圧(グランドを基準としたベースの電圧=ベースエミッタ間電圧)です。そして、この電圧によりエミッタ接地増幅回路の入力であるベースに流れ込む電流が入力電流ですので、「入力電流」とは、トランジスタ(TTC5200)のベースに流れ込む電流の事です。
エミッタ接地増幅回路では入力はベースで出力はコレクタ、コレクタ接地回路(エミッタフォロワ)では入力がベースで出力がエミッタ、ベース接地回路ではエミッタが入力で出力がコレクタと決まっています。
トランジスタを用いた増幅回路ではこの三つの接地方式の増幅回路しかありませんので、「入力電圧」や「入力電流」と言った時には、これらを念頭において考え、どの部分の電圧や電流のことをいっているかを考えるとわかると思います。回路の説明をする時にはこのことが頭にあるので、何も定義を言わずに「入力電圧」とか「入力電流」と言った言葉を使ってしまいました。
コメントで説明したこれらの「入力電圧」と「入力電流」について明確な定義をせずにこの用語を用いてしまって分かりにくかったと思います。申し訳ありません。
以上で答えになっているでしょうか。
@@elecwitty ご丁寧にご説明いただきまして、ありがとうございます。
「コレクタ電流」と「コレクタ電圧」、そして「入力電圧」と「入力電流」についての詳細な解説をしていただき、大変勉強になりました。おかげさまでとても理解が深まり、今後、回路の学習がよりスムーズになると思います。
今回のご説明で疑問点がすっきりしました。とても奥深い分野ですので、今後も地道に勉強を続けていきたいと思います。
この度はご親切に対応して頂きありがとう御座いました。
トライ＆エラーで肉付けしていき、正解に近付いていく。
とても分かりやすいです！😳
ありがとうございます！🙇
電子工作に興味がある、還暦を過ぎたおじいちゃんです。えれきちさんの回路説明が私の様な初心者にも、本当に解り易く説明頂きありがとうございます。これからも、マイペースでも良いので、見えないものが、見得る動画を楽しみにしております👍
コメントありがとうございます。次の動画を出すまでに時間がかかってしまい申し訳ありません。このチャンネルの動画を楽しみに待ってくださっている方からのコメントはとても励みになります。今後も目に見えない回路の動きを頭の中に思い描けるように，わかりやすく説明するように頑張りますのでよろしくお願いします。
自作アンプを作りたいと勉強してる初心者です。
今まで見た動画の中で1番分かりやすいです。ありがとうございます。
動画作成大変だとは思いますが
続けていただけると幸いです。
動画が分かりやすいといってくださり，本当にありがとうございます。まだ動画の作成に慣れず苦労しているのですが，ねぎらいの言葉をいただき，頑張ろうという気持ちになりました。待ってくださっている方がおられることに感謝して，続く動画の作成を頑張りたいと思います。もうしばらくお待ちください。
チャンネル登録者が多くなると電流帰還バイアスとかスピーカー前にカップリングコンデンサ付けろとか「にわか」コメントが多くなりそうですがこのような説明用のシンプルな回路にはかえって好感が持てます。それにしても良い家に住んでますね！
コメントありがとうございます。説明用のシンプルな回路を好意的に受け止めてくださり嬉しいです。
確かに固定バイアスで、直流がスピーカーに流れるような回路はあまり作らないと思うので、そのようなコメントもあるかもしれませんね。
でも、もし視聴者の皆さんからのリクエストやコメントを頂けるようであれば、可能な範囲で「えれきちアンプ」を改良することも考えようと思います。
私の部屋は、すぐ横にオーナーのパティオとプールがあるので良い家に見えますが、実は私はオーナーの家に隣接する小さな家に住んでいます。カリフォルニアではこんな部屋は多いのです。
とても分かりやすいです。続きを見たいです。
分かりやすいと言ってくださり、励みになります。ありがとうございます。今後も理解しやすい説明をするように努めますので、よろしくお願いします
子供の頃、電子工作が好きでしたが回路設計などチンプンカンプンでした。この動画は、落ち着いた口調で、とても丁寧で初心者にも理解できる様な工夫が良くできていますね。電子工作が楽しくなる本当に素晴らしい動画だと思います。ありがとうございます。(^^)/