理論電子理論トランジスタ・増幅回路★★★☆☆
トランジスタの静特性・hパラメータとエミッタフォロワ回路
概要
トランジスタの静特性グラフから電流増幅率（hfe）と出力インピーダンス（1hoe）を読み取る方法、およびエミッタフォロワ（コレクタ接地）回路のバイアス設計と入力インピーダンス計算を扱う。エミッタフォロワは電圧利得がほぼ1でインピーダンス変換に使われる重要な基本回路。
📖用語
静特性：直流動作点における電圧・電流の関係を表すグラフ。エミッタ接地では IC－VCE 特性が代表的。
hパラメータ：トランジスタの小信号動作を表す等価回路定数。h は hybrid（混成）の略。
hfe：電流増幅率。コレクタ電流 IC とベース電流 IB の比（hfe = ICIB）。
hoe：出力コンダクタンス。静特性グラフの IB 一定時の傾き（ΔICΔVCE）。
エミッタフォロワ：コレクタを電源に直結し，入力をベース，出力をエミッタから取り出す回路。電圧利得はほぼ 1 でインピーダンス変換に使われる。
バイアス：トランジスタを適切な動作点に設定するために直流電圧・電流を与えること。
トランジスタの3端子とGND
トランジスタはベース（B）・コレクタ（C）・エミッタ（E）の3端子を持つ。
•B（ベース）：R1・R2 の接続点につながり，コンデンサ経由で入力信号が加わる信号入力端子。小さい電流で C-E 間の大きな電流を制御する
•C（コレクタ）：電源（VCC）に直接つながっており，出力電流 IC が流れ込む
•E（エミッタ）：エミッタ抵抗 RE を経由して GND へつながり，コンデンサ経由で出力 vo を取り出す
GND（グラウンド）：回路の電位基準点（0 V）。すべての電圧はこの点を基準に測る。
静特性とは
トランジスタの静特性とは，直流動作点における電圧・電流の関係を表すグラフのこと。エミッタ接地では IC（コレクタ電流）を縦軸，VCE（コレクタ・エミッタ間電圧）を横軸にとった「IC - VCE 特性」が代表的。ベース電流 IB をパラメータとして複数の曲線を描き，動作点の決定や各種パラメータの読み取りに使う。
hパラメータとは
hパラメータとは，トランジスタの小信号動作を表す等価回路定数のこと。「h」は hybrid（混成）の略で，電圧と電流を組み合わせて特性を表す。静特性グラフの傾きや比率から直接読み取れる。
| パラメータ | 記号 | 定義式 |
|---|---|---|
| 電流増幅率 | hfe | ICIB（コレクタ電流 / ベース電流） |
| 出力コンダクタンス | hoe | ΔICΔVCE（IB 一定時の傾き） |
| 出力インピーダンス | 1hoe | ΔVCEΔIC |
エミッタフォロワ（コレクタ接地）回路とは
コレクタを電源に直結（交流的に接地）し，入力をベースに，出力をエミッタから取り出す回路。出力電圧が入力電圧に追従（フォロー）することから「エミッタフォロワ」と呼ばれる。
主な特徴：
| 特性 | 内容 |
|---|---|
| 電圧利得 | ≈ 1（出力は入力とほぼ同電圧・同位相） |
| 入力インピーダンス | 高い（エミッタ抵抗が (1+hfe) 倍に見える効果による） |
| 出力インピーダンス | 低い |
| 用途 | 高インピーダンス源と低インピーダンス負荷の間に挿入するバッファ（インピーダンス変換器） |
エミッタフォロワの見分け方
エミッタフォロワ（コレクタ接地）は以下の3点で特定できる：
1. コレクタが電源（VCC）に直接つながっている（コレクタ側に負荷抵抗がない）
2. エミッタに抵抗（RE）があり，そこから出力を取り出している
3. 入力はベースに加えられている
エミッタ接地回路との違いは「出力をどこから取り出すか」にある（エミッタ接地ではコレクタから取り出す）。
📐基本公式：エミッタフォロワのバイアス設計
R1 は VCC 側からベースに電流を流してベース電位を引き上げ，R2 は GND 側へ電流を逃がしてベース電位を引き下げる。この分圧によりバイアス電圧 VB が決まる。VB は R2 の両端（ベース〜GND）の電圧なので，分子に R2 が入る。
ベース電圧：VB = VCC × R2R1 + R2
エミッタ電圧：VE = VB - VBE（VBE ≈ 0.7V）
エミッタ抵抗：RE = VEIE
📐基本公式：エミッタフォロワの入力インピーダンス
トランジスタ単体：Ztr = hie + (1 + hfe) × RE
全入力インピーダンス：Zin = R1，R2，Ztr の並列合成
関連問題数:2問
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