固定バイアス回路で、バイアス抵抗で増幅率が変わるのは何故。

こんばんは。
添付したような固定バイアス回路で、
バイアス抵抗R1の値を変えると、増幅率
が変わってきます。
（TINAというシュミレータを
使っています。
入力電圧は、正弦波10mVです。
添付の回路で、出力150mV程度。
R1を10Mで、出力20mV程度。
500Kで、出力210mV程度になります）。
交流増幅で、バイアス抵抗
により、増幅率が異なる理由が
よく分かりません。
ベース電流に増減があり、
コレクタ電流が変わっても、
結合コンデンサで、
交流のみ取り出している以上、
増幅率は、変わらないのでは
ないでしょうか。
何か分かる人がいましたら、
よろしくお願いします。
また、出力結果では、
いつも、マイナスのほうに
10mV程度、振幅が大きくなって
しまいます。
回路に問題あるでしょうか。
この点も、よろしかったら、
お願いします。

No.1 ベストアンサー 回答者： tance 回答日時： 2009/07/26 00:02

一言で言うと、トランジスタが非線形（ノンリニア）だからです。

バイアスが浅い（コレクタ電流が小さい）ところと、深い（同電流
が大きい）ところではトランジスタ自体の増幅率が違います。

この性質を利用して、無線機（ラジオやテレビも同じ）の受信感度
を自動調整しています。電波が強いときはバイアスを浅くして
ゲインを下げ、弱いときは深くして上げるような自動調整回路
（オートゲインコントロール：AGC)が使われています。

波形が上下非対称なのも非線形のためです。

トランジスタを電圧源で駆動しないで、電流源で駆動すると非線形
がだいぶ減ります。トランジスタのデータシートに出ている
ベース電圧対コレクタ電流のグラフは大きく曲がっていますね。
これが非線形です。ところが、コレクタ電流対hfeのグラフは
相当平らなものがあります。これはコレクタ電流を大幅に変えても
ゲインが一定ということを表します。

一番簡単に電流源による実験をするにはC1と直列に100kΩくらいを
付けてみてください。ゲイン自体は小さくなってしまいますが、
バイアス抵抗を変えてもゲインの変動は軽減するはずです。