トランジスタ増幅回路

（図はエミッタ接地増幅回路です）

Ic＝hFE×Ib　（hFEを直流電流増幅率といい、トランジスタの特性のひとつです）
Ie＝Ib＋Ic　
Ic＝Ie－Ib

トランジスタがこのように動作しているとき、Vbe（ベース、エミッタ間電圧）は約0.6～0.7Vです（理屈上ダイオードの順方向電圧と同じ）。ここでは0.7Vとしましょう。するとIb＝（V1－0.7）/R1

hFE＝100とすると（2SC1815でこれくらいです）
Ic＝100（V1－0.7）/R1
Ie＝（V1－0.7）/R1＋100（V1－0.7）/R1　＝101（V1－0.7）/R1
よってIc≒Ie　Ib≒0

さてもっとも注目すべき点は、Icが定電流であることです。それ故R2の影響を受けません（IeR1＋IcR2 <V2－0.2Vの範囲にて）。よってR2の値が変われば、出力Voがリニア（直線的）に変化します。通常Vo＝V2 /2辺りになるように調整します。というのはV2 /2をニュートラル電圧として、V2の電圧範囲をVoがもっとも大きく変化できる（フルスイングできる）からです。このニュートラル電圧を一般に「動作点」といいます。<br>

ここでV1が＋α増加したとします。するとIeの増加分は ⊿Ie＝α/R1　です。出力電圧Voの変化分をβとすると、Ic＝Ieとして β＝（α/R1）×R2　＝αR2/R1 。よって
β/α＝R2/R1 となって、図のトランジスタ増幅回路のゲイン（増幅倍率）は、おおむねR2/R1であることが分かります。

【直流設計】
では具体的に数値（定数）を入れて、直流設計をしてみましょう。
V2＝20V
動作点：Vo＝V2 /2　＝10V　、Ic＝1mA　と決めて、
ゲイン：×10の増幅回路を設計します。

①　Vo＝10V、Ic＝1mAから、最初にR2が決まります。
R2に流れる電流が1mAであり、端子電圧が10VになるようなR2は
10/1m＝10kΩ　です。

②　ゲイン：×10にするためには、R2/R1＝10　だから
R1＝R2/10　＝10k/10　＝1kΩ　です。

③　R1にはIe＝1mAが流れるので
V1＝1k×1m＋0.7　＝1.7V

となって、これですべての定数が決まりました。（中段の図参照）
この状態で交流信号を入力した場合の波形を下図に示します。

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