大変初歩的な質問ですが、つまづいてます。
ベース接地回路、エミッタ接地回路、コレクタ接地回路、の『接地』とはどういうことなのでしょうか。『入力側と出力側を共通に使用する』などなど、本によってそれぞれいろいろな表現がしてありますが、具体的にどういうことか理解できずにいます。よろしく御願いします。

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A 回答 (3件)

ベース接地とエミッター接地がわかればしめたものです。


混乱を招くといけないのであえて言わなかったのですが、コレクター接地が実は一番難しいのです。電子回路では接地の話をするときは交流についてだけのことしか考えません。だから直流電源は(交流的には)ショートして考えます。
するとコレクターがアースに接続され、入力側と出力側に共通になっているように見えませんか。つまり、コレクター接地回路なのです。
コレクタ接地回路は別名「エミッタ・フォロワ回路」ともいい、特別な用途以外には使われません。何しろ、増幅率が1以下(全く増幅しない)なのですから。
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この回答へのお礼

やっと理解できました(できた気がします)。低い(?)ハードルでつまづいてますので今後が恐ろしいような気もしますが・・・
今回は大変ありがとうございました。

お礼日時:2001/02/19 16:23

トランジスタは3本足ですが、電気回路としては入力側2本、出力側2本の計4本の線が必要です。

(と思ってください)。
つまり、1本の足だけは入力側にも出力側にも接続します。
この線は普通アースと呼ばれる共通線につなぐのです。
これが「入力側、出力側の共通使用」の意味であり、接地の意味でもあります。
同じトランジスタでも3つの接地回路(接地タイプのほうが理解しやすいかも)のどれを使うかによって増幅率や入力・出力インピーダンスが大きく違い、又、反転増幅、非反転増幅の違いなども出てきますので目的に合ったものを選択します。

この回答への補足

概略は理解できたような気がします。コレクタ接地回路がイマイチ理解しにくいですが、エミッタおよびベースが判れば今後の理解で何とかなるような気もします。

補足日時:2001/02/18 21:11
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「接地」の「地」とはアースのことです。

接地とはアースに繋ぐ、という意味ですね。
必ずしも本当に地中にアースを取る訳ではなく、回路の中で0Vと決めた箇所をアースとみなします。
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ですが、電源や周辺回路などの都合で、アナログのGNDとデジタルのGNDを完全に切ることはできません。アナログのGNDとデジタルのGNDは同じ電位じゃないとダメなんです。
だから、アナログとデジタルのGNDを同じ電位にしつつ、回路として分離する必要があるんです。
その解決方法として、(アナログとデジタルの間のGNDの電気抵抗をとにかく下げるために)アナログとデジタルの境目である変換器のところでGNDを短絡し、なるべくアナログのGNDとデジタルのGND間で「GNDの回路」が発生しないようにするんです。
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多分、コンデンサ分割の電源フィルタが存在するのだと思います(コンデンサ2個を直列に接続し、両端を電源に中点を機器のアースに接続)

日本国内のAC100Vは通常片線が接地されています、
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1)なぜエミッタ接地だと位相が反転するのでしょうか?
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Q接地した同心導体球の問題について・・・

同心導体球において、内球半径a[m],球殻半径b[m],外球半径c[m]と与えられている。
内球の電荷Q1=5*10^-10,外球の電荷Q2=-4*10^-10であり、外球は接地している。
このとき、r>cの範囲における、rの電界と電位を表せ。
と言う問題なのですが、

接地という概念についていまいち理解することができません。
まず、接地しているという条件から、おそらく電位は0[V]であると思います。
そして、r>vにおける電界を考えると、内側の電位の合計「Q1+Q2」の点電荷が球の中心にあると考え
E=(Q1+Q2)/(4πεr^2)[V/m]によって求めることができるのでしょうか。

更に問題では、内側の導体と外側の導体の電位差を求めよ。と続きます。
外球が接地しているという条件より、外側の導体の電位は0[V]となることは分かります。
しかし、内球の電位を考えた場合、
通常、グランドに繋がっていない場合は
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となると思うのですが、
r>cにおける電位は0[V]だと先ほど求めたため、
V=((+Q1)/(4πεa))+((-Q1)/(4πεb))+0
とも考えられる気がします。

グランドに繋ぐことで、((Q1+Q2)/(4πεc))の値は消えてしまうのでしょうか。
この問題は、以前の試験問題だったようで、回答がないので、はっきりとした答えが分かりません。

どなたか可能でしたらお返事お願いします。

同心導体球において、内球半径a[m],球殻半径b[m],外球半径c[m]と与えられている。
内球の電荷Q1=5*10^-10,外球の電荷Q2=-4*10^-10であり、外球は接地している。
このとき、r>cの範囲における、rの電界と電位を表せ。
と言う問題なのですが、

接地という概念についていまいち理解することができません。
まず、接地しているという条件から、おそらく電位は0[V]であると思います。
そして、r>vにおける電界を考えると、内側の電位の合計「Q1+Q2」の点電荷が球の中心にあると考え
E=(Q1+Q2)/(4πεr^2)[V/m]に...続きを読む

Aベストアンサー

eatern27 さん:
> 半径a,b,cの球殻が3つあるという事でいいですか?

半径 a の導体球(中まで詰まっている)と
内径 b ,外径 c の導体球殻という系のことでしょう.
すなわち,0<r<a の部分と b<r<c の部分が導体です.

> そして、r>vにおける電界を考えると、
> 内側の電位の合計「Q1+Q2」の点電荷が球の中心にあると考え
> E=(Q1+Q2)/(4πεr^2)[V/m]によって求めることができるのでしょうか。

そうはなりません.
球殻を接地したのですから球殻の電位はゼロ,
球殻と無限遠の間の電場はゼロのはずです.
つまり,問題の前半の答は計算するまでもなく明らかでした.

多少詳しく見てみます.
まず,導体内では電場はゼロですから
0<r<a と b<r<c では E=0 です.
内側の球に与えた電荷 Q1 は導体表面に均等に分布します.
したがって,a<r<b では Gauss の法則からわかりますように,
電場は E=Q/4πεr^2 です.
Q1 の電荷が中心にあるように見えます.

次に,外側の球殻に与えた電荷は導体表面に分布するのですが,
球殻内側と無限遠に分かれて分布します.
外側球殻を接地していますからこうなります.
もし設置していなければ,内側表面(r=b)と外側表面(r=c)に分かれて分布します.
さて,半径 r が b<r<c であるような球面に Gauss の法則を適用してみます.
導体内では電場がゼロですから当然電場の面積分もゼロです.
これが半径 r の球内の電荷総量の 1/ε に等しいというのが Gauss の法則ですから,
半径 r の球内の電荷総量はゼロです.
内側の球に Q1 だけ電荷が分布しているのですから,
球殻の内側表面(r=b)には -Q1 だけの電荷が分布していないといけません.
球殻には Q2 の電荷を与えたのですから,
Q2+Q1 だけどこかにないといけないわけで,
Q2+Q1 は接地した線を伝わって無限遠まで逃げていきます.
つまり,球殻外側表面(r=c)には電荷はありません.

今度は r>c の球面に Gauss の定理を適用します.
内部の電荷総量はゼロですから,電場もゼロです.
導体球殻と無限遠とは同電位ですから(接地!),
その間で電場が存在しないのは当然です.
これは最初に述べました.

まとめますと,
0<r<a では E=0
a<r<b では E=Q/4πεr^2
b<r    E=0
です.

----------------------

もし,外側の球殻を接地していなければ以下のようになります.
今度は導体球殻外側表面(r=c)に Q2+Q1 の電荷が均等に分布します
(つまり,接地していないので,これ以上遠くに逃げられない).
r>c の球面に Gauss の定理を適用したときに,
内部の電荷総量は Q2 になりますから
0<r<a では E=0
a<r<b では E=Q1/4πεr^2
b<r<c   E=0
c<r  では E=Q2/4πεr^2

----------------------

電場がわかれば電位の計算は大丈夫ですよね.
それから,電荷 Q1=5*10^-10 などに単位が抜けていますね.

eatern27 さん:
> 半径a,b,cの球殻が3つあるという事でいいですか?

半径 a の導体球(中まで詰まっている)と
内径 b ,外径 c の導体球殻という系のことでしょう.
すなわち,0<r<a の部分と b<r<c の部分が導体です.

> そして、r>vにおける電界を考えると、
> 内側の電位の合計「Q1+Q2」の点電荷が球の中心にあると考え
> E=(Q1+Q2)/(4πεr^2)[V/m]によって求めることができるのでしょうか。

そうはなりません.
球殻を接地したのですから球殻の電位はゼロ,
球殻と無限遠の間の電場はゼロのは...続きを読む

Qエミッタ接地増幅回路について

ベース電位が増加した時に、ベース電流が増加し、コレクタ電流が増加するので、コレクタ抵抗にかかる電圧が大きくなり、コレクタ・エミッタ間電圧は、小さくならなければならないのに、なんで、交流等価回路で考えると、コレクタ電流が増加することによってコレクタ・エミッタ間電圧が増加するんでしょうか?

Aベストアンサー

直流の場合と交流の場合で、ベース電流の意味が違うのに同じ「ベース電流」を使っているので混乱しているのだと思います。

直流では、ベースに流れる電流を ib とすれば、ib が増えればコレクタ電流 ic が増えるので、コレクタ抵抗の電圧降下( Rc*Ic ) によって、コレクタ電圧(コレクタ-エミッタ間電圧)が下がるという理解は正しいです。

交流信号の増幅を考える場合、ベースに流れる電流は、上の ib (直流電流)に入力信号による変化分Δib を加えた ib + Δib になっていると考えてください。ある瞬間に Δib が+の符号ならベース電流は ib よりも増え、-なら減る方向に動いているということです。したがってこのときのコレクタ電流は ic は
    ic = hfe*( ib + Δib ) = hfe*ib + hfe*Δib
になります(hfe は電流増幅率で、厳密には直流と交流で値が違いますが、こでは同じとしています)。上式の右辺の hfe*ib は直流電流で時間変化しませんが、hfe*Δib は信号によって変化する電流になります。したがって、コレクタ電圧 Vc は、直流のときと同様に、コレクタ電圧の電圧降下を考慮すれば
  Vc = 電源電圧 - Rc*ic = 電源電圧 - Rc*hfe*ib - Rc*hfe*Δib --- (1)
となります。右辺のうち、電源電圧 - Rc*hfe*ib は時間変化しない直流電圧なので、出力信号ではありません。出力信号は変化する部分 - Rc*hfe*Δib になります。これには-符号がついていますが、この意味はΔib が+のとき(ib が増えているとき)には Vc は減る(Vc が下がる)ということです。これは、当たり前ですが、直流解析の結果と同じです。

交流信号の解析では、変化しない成分(直流)を無視して、変化する部分だけを考えるので、式(1) の直流成分を無視すれば、Vc の変化分は
   ΔVc = - Rc*hfe*Δib
と書くことができます。Δib を直流の場合と同じ記号 ib で書いている教科書があるので混乱するのだと思いますが、交流解析で ib と書いてあっても、それはベース電流そのものではなく、その変化分 Δib の意味だと思ってください。

直流の場合と交流の場合で、ベース電流の意味が違うのに同じ「ベース電流」を使っているので混乱しているのだと思います。

直流では、ベースに流れる電流を ib とすれば、ib が増えればコレクタ電流 ic が増えるので、コレクタ抵抗の電圧降下( Rc*Ic ) によって、コレクタ電圧(コレクタ-エミッタ間電圧)が下がるという理解は正しいです。

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