電流利得は低いが、電圧・電力利得が高い
入力インピーダンスが低い
周波数特性が良い
入力電圧VINと出力電圧VOUTは同相(位相も周期も変わらない)
電圧増幅率が高く、電流増幅作用がない(1倍)
P.S.
ChatGPTに質問し、問題を作ってもらった。
第一級陸上特殊無線技術士試験に於いて出題されるバイポーラトランジスタのベース接地回路について知りたい。その用途・利用目的・原理・長所短所について解説と入力波が振幅Aの正弦波で初期位相がゼロのものの各地点での変化の状況と最後に過去に出題された試験問題を数問と、その解答と解説を求める。
第一級陸上特殊無線技術士試験で出題されるバイポーラトランジスタのベース接地回路に関する説明を以下に示します。
1. ベース接地回路の概要
**ベース接地回路**（common-base circuit）は、バイポーラトランジスタ（BJT）の回路構成の一つで、ベース端子を共通接地（グランド）とし、エミッタ端子が入力、コレクタ端子が出力となる回路です。この構成は、特に高周波増幅回路や発振回路で使用されます。
原理
ベース接地回路では、以下のように動作します。
- **入力信号**はエミッタ端子に供給されます。
- **出力信号**はコレクタ端子から取り出されます。
- ベースは接地されており、AC的には固定されています。
- 入力側（エミッタ）に信号が加わると、エミッタ電流が変動し、その結果、コレクタ電流も変動します。これが出力信号として現れます。
2. 用途・利用目的
ベース接地回路は、以下のような状況でよく利用されます。
- **高周波増幅**：高い周波数帯で安定した利得が得られるため、高周波回路（RF増幅器）やアンテナ共振回路で使われます。
- **低入力インピーダンスが必要な場合**：エミッタ端子の入力インピーダンスが非常に低い特性を活かし、インピーダンスマッチングに適しています。
3. 長所と短所
長所
- **高周波性能に優れている**：ベース接地回路は、バイポーラトランジスタの中でも高周波特性が良好で、周波数の高い信号を安定して増幅できます。
- **電流利得が低いが、電圧利得が高い**：電流利得はほぼ1ですが、電圧利得は比較的大きく、電圧増幅回路としての用途があります。
短所
- **入力インピーダンスが低い**：エミッタ端子の入力インピーダンスが非常に低いため、入力源とのインピーダンスマッチングが問題になることがあります。
- **電流利得が小さい**：一般的に電流利得（hfe）が低く、電流増幅効果があまり期待できません。
4. 正弦波入力時の動作
入力波が振幅Aの正弦波で、初期位相がゼロの信号 \( V_{\text{in}}(t) = A \sin(\omega t) \) がエミッタ端子に与えられた場合の動作は次のようになります。
1. **エミッタ端子**に正弦波の信号が加わると、エミッタ電流 \( I_E \) が変動します。エミッタ電流はベース電流とコレクタ電流を合わせたものなので、エミッタ電流の変動が直接コレクタ電流に反映されます。
2. **ベース接地回路**では、ベースが固定されているため、入力信号の変動はエミッタとコレクタに影響を与えます。エミッタに流れる電流の変動により、コレクタ電流も変動し、その変動がコレクタ端子の出力電圧 \( V_{\text{out}}(t) \) として現れます。
3. この出力電圧の位相は、入力の正弦波の位相に対して基本的に**同位相**になります（コレクタ接地回路では位相が反転するのに対し、ベース接地回路では位相反転がない）。
5. 過去の試験問題と解答
第一級陸上特殊無線技術士試験において、ベース接地回路に関連する問題は以下のような形式で出題されることがあります。
#### 問題1：
ベース接地回路の特徴として誤っているものはどれか。
1. 高い入力インピーダンス
2. 高周波特性に優れる
3. 位相反転がない
4. 低い入力インピーダンス
**解答**：1.
**解説**：ベース接地回路は、エミッタ端子の入力インピーダンスが非常に低い特徴を持っているため、「高い入力インピーダンス」という記述は誤りです。
#### 問題2：
ベース接地回路において、入力信号と出力信号の位相関係はどのようになるか。
1. 同位相
2. 反転する
3. 90度進む
4. 90度遅れる
**解答**：1.
**解説**：ベース接地回路では、入力信号と出力信号の位相は反転せず同位相になります。これは、コレクタ接地回路とは異なる動作特性です。
#### 問題3：
ベース接地回路が用いられる主な用途は何か。
1. 低周波増幅回路
2. 高周波増幅回路
3. 電流増幅回路
4. オーディオ増幅回路
**解答**：2.
**解説**：ベース接地回路は高周波特性が優れているため、主に高周波増幅回路で使用されます。
これらの問題を参考に、試験対策を行ってください。
ChatGPT GJ!!!
