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トランジスタの周波数特性についてお尋ねしたいことがあります。

周波数特性は台形のような形をしているのですが、低域周波数帯と高域周波数帯で利得が低下する原因が分かりません。
初心者でも分かるように簡単に説明してくれませんか?。よろしくお願いします。

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A 回答 (3件)

トランジスタの増幅回路で入力や出力の結合部分にコンデンサを使うことが一般的ですがこれが原因で増幅度が小さくなる事は有ります。



つまり
信号源→コンデンサ→増幅回路入り口
と言う場合コンデンサのリアクタンスは1/ωCで計算されますがここでω=2Πfですから周波数fが下がればリアクタンスが大きくなって結合が弱まりますね。また補正のためにエミッタアース間にもコンデンサを入れる事が多いですがこれは周波数が低くなると負帰還が多くなり増幅度は下がります。

逆に周波数が非常に高くなるとベース、エミッタ、コレクタ、各電極の配線などの浮遊容量などによって増幅度を下げる方向に作用します。
殊更高くなると半導体内部の電荷の移動時間すら問題になります。
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理想的なトランジスタはゲートに電圧をかけても電流は流れませんが、実際には寄生容量が存在し交流では電流が流れます。

高周波になるとその影響が大きくなります。また、ゲートだけではなくソースやドレイン間にも寄生容量は存在し影響を与えます。
以上の理由から高周波帯では利得が低下します。
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素子の能力と素子に付随する インダクタンスやキャパシタンスの影響です



素子に付随するインダクタンスは等価的には回路に直列に挿入されます
キャパシタンスは並列に接続されます

このインダクタンスとキャパシタンスは高域阻止フィルタを構成します
このフィルタの影響が顕在化する周波数を超えると、質問の利得低下が現れます

低周波側でも 同様の状況が発生します

これが、高域側低域側で利得低下を起こす原因です
どの程度の周波数で顕在化するかは、付随するインダクタンス。キャパシタンスの大きさと使用した回路定数に依存します

なお、イメージ的な説明で、厳密ではありません
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