直流負荷線ってなんですかね、あと、中心の動作点はどういうものでしょうか、イマイチ分かりません。

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質問者：実験苦手さん
質問日時：2020/05/08 15:38
回答数：2件

直流負荷線ってなんですかね、
あと、中心の動作点はどういうものでしょうか、イマイチ分かりません。

増幅回路について

補足日時：2020/05/09 13:04
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回答 (2件)

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No.2ベストアンサー

回答者： m-jiro
回答日時：2020/05/10 01:35

増幅回路の設計に使うものですね。

直流負荷線は一般には直流ロードラインと言います。
その例を添付しておきます。
この図は　http://www.op316.com/tubes/tips/semicon07.htm　から拝借しました。
先頭から２つ目のグラフです。

この図はトランジスタのベース電流をパラメーターとしてコレクタ・エミッタ間の電圧とコレクタ電流の関係をグラフにしたものです。

使い方ですが、例として回路の電源電圧を24Vとし、RC（コレクタと電源間の抵抗）を12KΩ、RE（エミッタとGND間の抵抗）はゼロとして説明します。
①トランジスタが完全にOFFすると VCE＝24V、IC＝0mA になります。
②逆に完全にONすると VCE＝0V、IC＝2mA になります。（IBをいくら大きくしてもVCE、ICはこの値です）
①②の点を結んだ線が直流負荷線（直流ロードライン）です。グラフの赤の線です。
IBがどんなに変化してもVCEとICの関係はこのロードラインの上だけを動きます。

中心動作点というのはロードラインの中央に設定します。この例ではVCE＝12V、IC＝1mA の点です。
ここに設定するとVCEは正方向に12V増加可能で、負方向にも12V変化可能です。これが取出し得る信号電圧の最大値ということになります。動作点は出力可能な信号電圧をなるべく大きくできるように設定するのです。
もし動作点をVCE＝5Vの点に選ぶと正方向には19Vの振幅が取り出せますが負方向は5Vしか取り出せません。ちょっとまずいですね。真ん中付近が最も良好ということになります。

現実にはRCとは別に負荷抵抗RLがあります。一般にコンデンサを通った先にありますね。そのためRCとRLを並列合成した値で交流ロードラインを引いて検討します。すると真ん中よりやや低くした方が都合が良いのですが、ここでは長くなるので書きません。