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小信号電流増幅率hfeと直流電流増幅率hFEの違いについて教えてください?
よろしくお願いします!!

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A 回答 (1件)

IB-IC特性上のある点P(IB,IC)を動作点とします。

信号がゼロのときの原点からP点の傾きは、IC/IBと表され、これが直流電流増幅率hFEです。(直流に対するIBとICの比です。)

一方、P点からΔIB変化したとき、ICはΔICだけ変化したとします。この比ΔIC/ΔIBが小信号電流増幅率hfe(βと書かれることもあります。)です。これは、数学で言われているP点における接線の傾きと同じ意味です。

小信号電流増幅率hfeと直流電流増幅率hFEは、ほとんど同じ値となりますが、厳密に言うとhfe≒hFEとなり少し異なります。この違いは、IB-IC特性は、ほぼ直線ですが、実際は少し曲線になっているからです。
原点からP点までの直線の傾きと、P点の接線の傾きの違いです。

図がないので、分かりにくかったらすみません。
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QhFE(直流電流増幅率)の元の意味を教えてください

直流電流増幅率のhFEは、hybrid forward emitterの略だと、検索をかけて1つのサイトからやっとわかりましたが、それでもhybrid forward emitterがどういう意味で直流電流増幅率になるのかわかりません。
それにhは小文字でFEは下付の大文字で表わすのが正しいようです。これもどうしてなんでしょうか。hFEのことを説明しているサイトのほとんどは単に「直流電流増幅率(hFE)」などと書いているくらいです。HFE、hfeなどの書き方もたくさん見られます。下付の大文字をきちんとテキストレベルで表記しているサイトもありますが、下付の大文字なんてどうやって入力するのかもわかりません。
トランジスタの基礎から勉強を始めています。決してどうでもいいことではないと思うのですが教えていただけないでしょうか。

Aベストアンサー

hFEの h は4端子回路の特性を示すパラメータの一種でHybrid parameterからきています。
4端子パラメータには、Zパラメータ、Yパラメータなどが有ります。
hパラメータはZパラメータとYパラメータの雑種なのでhybridなのです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%8C%E7%AB%AF%E5%AD%90%E5%AF%BE%E5%9B%9E%E8%B7%AF

トランジスタは3端子の素子なのでこれを4端子回路にするにはどれかの端子を2本にして4端子にする必要が有ります。
エミッタを2本にした回路はエミッタ接地回路と呼ばれます。hFEのEはこの事を表します。

forward は増幅率の高い方を順方向とするのでforwardになります。

トランジスタで何故hパラメータを使用するのかと言うと測定のし易さが理由です。
ZパラメータのZ11、Z21を測定するときはI2=0を条件として測りますが、
エミッタ接地の出力インピーダンスは高いのでI2=0にしようとすると出力電圧がトランジスタの動作範囲を超えてしまいます。
YパラメータのY11、Y21ではV2=0が条件ですが、これは定電圧源につなぐことで実現できます。

Z12、Z22についてはI1=0が条件ですが、これはエミッタ接地のベースを電流源で駆動することを意味しますが簡単に実現できます。
Y12、Y22についてはV1=0が条件です。
これはエミッタ接地のベースのインピーダンスは比較的に低いのでわずかな変動でも入力電流が変化して測定値に誤差が生じます。
その為、V2=0とI1=0の条件で測定するhパラメータが使用されます。

hFEの h は4端子回路の特性を示すパラメータの一種でHybrid parameterからきています。
4端子パラメータには、Zパラメータ、Yパラメータなどが有ります。
hパラメータはZパラメータとYパラメータの雑種なのでhybridなのです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%8C%E7%AB%AF%E5%AD%90%E5%AF%BE%E5%9B%9E%E8%B7%AF

トランジスタは3端子の素子なのでこれを4端子回路にするにはどれかの端子を2本にして4端子にする必要が有ります。
エミッタを2本にした回路はエミッタ接地回路と呼ばれます。hFEのEはこの事を表し...続きを読む

Q電圧増幅度の出し方

入力電圧と出力電圧があってそこからどうやって電圧増幅度を求めるんですか?
電圧増幅度を出す式を教えてください

Aベストアンサー

増幅回路内の各段のゲイン、カットオフを求めて、トータルゲイン及びF特、位相
を計算するという難しい増幅回路の設計にはあたりませんので、きわめて単純に
考えればいいですよ。

電圧利得(A)=出力電圧/入力電圧

となります。

これをデシベル(dB)で表すと

G=20LogA(常用対数)

で計算できます。

ご参考に。

Qエミッタ接地増幅回路について教えてください><

教えていただきたいことは2つあります。
(1)エミッタ接地増幅回路はなぜ入出力波形の位相が反転するのでしょうか。
(2)エミッタ接地増幅回路はなぜ入力電圧が大きくなったとき出力波形が歪んでしまうのでしょうか。

1つでもわかる方がいらっしゃいましたらどうか回答よろしくお願いします。

Aベストアンサー

参考URLのトランジスター(エミッタ接地)増幅回路について
Ic-Vce特性と負荷線の図を見てください。
参考URL:
ttp://www.kairo-nyumon.com/analog_load.html

(1)
バイアス電圧を調整して図4の動作点(橙色の点)をVbe特性の中心に設定してやり、その動作点を中心に入力電圧Vbeを変化させてやるとVceとIcが負荷線上で変化して動きます。入力電圧Vbeが増加すると出力電圧Vceが減少し、入力電圧Vbeが減少すると出力電圧Vceが増加します。つまり出力電圧波形の位相は入力電圧の位相が逆になります。つまり、入出力波形の位相が反転することになります。

(2)
入力電圧Vbeが大きくなったとき出力波形が歪んでしまうのは、動作点が負荷線の線形動作範囲の上限に近づくとそれ以上Vceが頭打ちになって、出力電圧波形が飽和してしまいます。言い換えればコレクタ電圧Vceは接地電圧と直流電源電圧Vccの範囲でしか変化できません。その出力電圧波形は入力電圧Vbeが負荷線上の線形増幅範囲だけです。線形増幅範囲を超えるような大振幅の入力Vbeを入力すると出力電圧の波形が飽和して波形の上下が歪んだ(潰れた)波形になります。

お分かりになりましたでしょうか?

参考URL:http://www.kairo-nyumon.com/analog_load.html

参考URLのトランジスター(エミッタ接地)増幅回路について
Ic-Vce特性と負荷線の図を見てください。
参考URL:
ttp://www.kairo-nyumon.com/analog_load.html

(1)
バイアス電圧を調整して図4の動作点(橙色の点)をVbe特性の中心に設定してやり、その動作点を中心に入力電圧Vbeを変化させてやるとVceとIcが負荷線上で変化して動きます。入力電圧Vbeが増加すると出力電圧Vceが減少し、入力電圧Vbeが減少すると出力電圧Vceが増加します。つまり出力電圧波形の位相は入力電圧の位相が逆になります。つまり、入出力波...続きを読む

Q電圧利得とは?

電圧利得とはそもそもどういうものなのでしょうか。
また、何か公式のようなものはあるのでしょうか。
初歩的な質問で申し訳ないのですが、ご回答よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんばんは。

電圧利得とは、
入力電圧に対する出力電圧の比を取って、
それを2乗して、
それの対数(底は10)を取って、
それに10をかけたものです。

入力電圧をVin、出力電圧をVout と表せば、
電圧利得 = 10・log(Vout/Vin)^2 = 20・log(Vout/Vin)
です。


こちらには、電圧利得以外の利得についても書かれています。
利得のことを「ゲイン」と言う人が多いです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%88%A9%E5%BE%97_(%E9%9B%BB%E6%B0%97%E5%B7%A5%E5%AD%A6)

以上、ご参考になりましたら幸いです。

Q計算値と理論値の誤差について

交流回路の実験をする前に、ある回路のインピーダンスZ(理論値)を計算で求めたあと、実験をしたあとの測定値を利用して、同じ所のインピーダンスZ(計算値)を求めると理論値と計算値の間で誤差が生じました。
そこでふと思ったのですが、なぜ理論値と計算値の間で誤差が生じるのでしょうか?また、その誤差を無くすことはできるのでしょうか? できるのなら、その方法を教えてください。
あと、その誤差が原因で何か困る事はあるのでしょうか?
教えてください。

Aベストアンサー

LCRのカタログ値に内部損失や許容誤差がありますが、この誤差は
1.Rの抵抗値は±5%、±10%、±20% があり、高精度は±1%、±2%もあります。
2.Cの容量誤差は±20% 、+50%・ー20% などがあり
3.Lもインダクタンス誤差は±20%で、
3.C・Rは理想的なC・Rでは無く、CにL分、Lに抵抗分の損失に繋がる成分があります。
これらの損失に繋がる成分は、試験周波数が高くなると、周波数依存で増大します。
また、周囲温度やLCRの素子自身で発生する自己発熱で特性が変化します。
測定器や測定系にも誤差が発生する要因もあります。
理論値に対する測定値が±5%程度発生するのは常で、実際に問題にならないように、
LCRの配分を工夫すると誤差やバラツキを少なく出来ます。
 

Qトランジスタのベース・エミッタ間飽和電圧とは

電子回路の本を読んでいて、トランジスタに「ベース・エミッタ間飽和電圧」という用語があるのを知りました。

以下のことを知りたいと思い検索してみましたが、なかなか良い情報にたどり着けませんでした。

1. この電圧の定義 : ベース端子とエミッタ端子の間の電圧なのか?
2. この電圧の特性 : 大きければいいのか、小さいほうがいいのか?
3. 飽和の意味: コレクタ電流が最大になった状態という意味で正しいのか?

上記に関する情報または情報源についてよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

>1. この電圧の定義 : ベース端子とエミッタ端子の間の電圧なのか?

回答>>そうです。

>2. この電圧の特性 : 大きければいいのか、小さいほうがいいのか?

回答>>どちらかと言えば小さい方が良い。

>3. 飽和の意味: コレクタ電流が最大になった状態という意味で正しいのか?

回答>>ベース・エミッタ間飽和電圧はコレクタ電流が最大になった状態とは違います。
 まず、コレクタには外部から定電流源で規定の電流、例えば100mAを流しておきます。このときベースにも規定の電流を外部から定電流源で、例えば10mAを流します。このベース電流は半導体メーカによりますが、コレクタ電流の1/10または1/20を流します。通常hFEは100くらいか、それ以上の値を持ってますのでこのベース電流は過剰な電流と言うことになります。例えばhFEが100あったとすれば、ベース電流が10mAならコレクタ電流はそのhFE倍、すなわち1000mA流せることになります。逆にコレクタ電流を100mA流すのに必要な最低のベース電流はその1/hFEでよいわけですから、1mAもあればよいわけです。
 「ベース・エミッタ間飽和電圧」の仕様はトランジスタをデジタル的に動かしてスイッチとして使う場合を想定したものです。
 例えばコレクタ負荷が抵抗で構成されてる場合にトランジスタがONしてコレクタ電流として100mA流す場合、トランジスタをしっかりONさせるためにベースにはhFEから考えてぎりぎりの1mAより多くの電流を流します。
 このように必要以上にベース電流を流すことをオーバードライブと言いますが、そのオーバードライブの度合いをオーバードライブ係数、Kov=Ic/Ib で定義します。コレクタ電流を100mA流し、ベース電流を10mA流せばオーバードライブ係数、Kovは 10になります。
 実際にトランジスタをスイッチとして使用する場合はこのオーバードライブ係数を目安にして、ベース電流を流すように設計します。その際、ベースーエミッタ間の電圧VBEが計算上必要になりますのでこのベース・エミッタ間飽和電圧を使います。例えば、NPNトランジスタをONさせてコレクタに100mA流す場合、ベースにコレクタ電流のKov分の1の電流を流すようにベースと信号源の間の抵抗値RBを計算します。信号源の「H」の電圧が2.5Vの場合、RBはベース・エミッタ間飽和電圧をVBE(sat)とすれば、

    RB=(2.5V-VBE(sat)/10mA 

のようにして求めます。

>1. この電圧の定義 : ベース端子とエミッタ端子の間の電圧なのか?

回答>>そうです。

>2. この電圧の特性 : 大きければいいのか、小さいほうがいいのか?

回答>>どちらかと言えば小さい方が良い。

>3. 飽和の意味: コレクタ電流が最大になった状態という意味で正しいのか?

回答>>ベース・エミッタ間飽和電圧はコレクタ電流が最大になった状態とは違います。
 まず、コレクタには外部から定電流源で規定の電流、例えば100mAを流しておきます。このときベースにも規定の電流を外部から定電流源で、例...続きを読む

Qマルチバイブレータについて

各マルチバイブレータについてのご質問になりますが、非(無)安定マルチバイブレータ、単マルチバイブレータ、双安定マルチバイブレータの、各それぞれの応用例を、教えてくださいm(__)m。
どういったものに使用されているのか教えてください。
是非お願いいたしますm(__)m。

Aベストアンサー

こんにちは。
非安定マルチ→発振回路、分周回路

  あまり高い安定度を必要としない周波数源として使われる事が多いよう
  です。またベース(ゲート)回路に発振周波数の整数倍の周波数を入力
  すると入力信号に同期した整数分の一の方形波を取り出す事ができます。

単安定マルチ→トリガパルス整形回路を動作させる信号をアナログ信号から
  パルスを作るチャタリング防止接点などの振動で細かい沢山のパルスが
  発生したとき、単安定マルチの時定数以下の細かいチャタリングパルス
  をキャンセルできる。

双安定マルチ→計数回路、分周回路、記憶回路、方形波への波形整形
  コンピューターで一番使われてる回路はこれでしょうね。

こんなところでいかがでしょうか。

Qカットオフ周波数とは何ですか?

ウィキペディアに以下のように書いてました。

遮断周波数(しゃだんしゅうはすう)またはカットオフ周波数(英: Cutoff frequency)とは、物理学や電気工学におけるシステム応答の限界であり、それを超えると入力されたエネルギーは減衰したり反射したりする。典型例として次のような定義がある。
電子回路の遮断周波数: その周波数を越えると(あるいは下回ると)回路の利得が通常値の 3 dB 低下する。
導波管で伝送可能な最低周波数(あるいは最大波長)。
遮断周波数は、プラズマ振動にもあり、場の量子論における繰り込みに関連した概念にも用いられる。


ですがよくわかりません。
わかりやすく言うとどういったことなのですか?

Aベストアンサー

>電子回路の遮断周波数: その周波数を越えると(あるいは下回ると)回路の利得が通常値の 3 dB 低下する。
>導波管で伝送可能な最低周波数(あるいは最大波長)。
>遮断周波数は、プラズマ振動にもあり、場の量子論における繰り込みに関連した概念にも用いられる。

簡単にいうと、一口に「カットオフ周波数」と言っても分野によって意味が違う。
電子回路屋が「カットオフ周波数」と言うときと、導波管の設計屋さんが「カットオフ周波数」と言うとき
言葉こそ同じ「カットオフ周波数」でも、意味は違うって事です。



電子回路の遮断周波数の場合
-3dB はエネルギー量にして1/2である事を意味します。
つまり、-3dBなるカットオフ周波数とは

「エネルギーの半分以上が通過するといえる」

「エネルギーの半分以上が遮断されるといえる」
の境目です。

>カットオフ周波数は影響がないと考える周波数のことでよろしいでしょうか?
いいえ
例えば高い周波数を通すフィルタがあるとして、カットオフ周波数が1000Hzの場合
1010Hzだと51%通過
1000Hzだと50%通過
990Hzだと49%通過
というようなものをイメージすると解り易いかも。

>電子回路の遮断周波数: その周波数を越えると(あるいは下回ると)回路の利得が通常値の 3 dB 低下する。
>導波管で伝送可能な最低周波数(あるいは最大波長)。
>遮断周波数は、プラズマ振動にもあり、場の量子論における繰り込みに関連した概念にも用いられる。

簡単にいうと、一口に「カットオフ周波数」と言っても分野によって意味が違う。
電子回路屋が「カットオフ周波数」と言うときと、導波管の設計屋さんが「カットオフ周波数」と言うとき
言葉こそ同じ「カットオフ周波数」でも、意味は違うって事です...続きを読む

Qコレクタ・エミッタ間電圧

コレクタ・エミッタ間電圧を計算で求めることは可能ですか?
いろいろと調べてみましたがわからなかったので教えていただけると幸いです。

Aベストアンサー

以下のような条件が分かっていれば計算で求められます。

1)動作点としてのコレクタ電流IC、コレクタと電源間に接続されている
負荷抵抗RL、電源電圧VCCが分かっている場合で

エミッタが接地されている場合は:VCE=VCC-IC×RL 

2)上記1)でコレクタ電流ICの代わりにベース電流IBと電流増幅率hfeが
分かっている場合で

エミッタが接地されている場合は:VCE=VCC-IB×hfe×RL

こんなところでしょうか。

Qトランジスタの最大定格とは

(1)トランジスタの最大定格とは何を指して言っているのですか?
もうひとつ、(2)コレクタ遮断電流とはどういう電流のことをさすのでしょうか?
期日が明日中(16日)なので、かなり困っています。
どちらかひとつの回答でも構いませんので、どなたかご存知でしたら、どうかご回答よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

とりあえず↓

http://nippon.zaidan.info/seikabutsu/1998/00149/contents/044.htm

参考URL:http://nippon.zaidan.info/seikabutsu/1998/00149/contents/044.htm


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