電流源を使った回路の電位計算

添付画像のような電流源の回路で、SWをONした場合、out電位はどう求めればよいのでしょうか？
SWがOFFしている場合は、Vout_off=V*(Rb/(Ra+Rb))=8.91[V]ですが、ONした時には、Ra*Ics=0.3V電圧が下がってVout_on=8.91-0.3=8.61[V]のような考えでは間違っていますか？

基本的なことなのかと思いますが、よろしくお願いいたします。

No.5 ベストアンサー 回答者： tknakamuri 回答日時： 2016/12/30 19:11

重畳の理が楽でしょうね。

電流源開放で
vout=V・Rb/(Ra+Rb)
電圧源短絡、電流源接続で
vout=IcsRaRb/(Ra+Rb)

この2つの電圧の和が、sw=ONのときのvoutです。

この回答へのお礼

重畳の理で説明いただき、すっきりしました。本当に基本ですが、学生時代にテストで使って以来忘れていました。
多数の方々から回答いただき、どれも大変分かりやすい内容でした。特に重畳の理での解法は、他の方々のやり方も包括していると思いましたので、ベストアンサーにさせていただきました。
ありがとうございました。

お礼日時：2016/12/30 23:57

No.4 回答者： m-jiro 回答日時： 2016/12/30 19:11

>　Vout_on=8.91-0.3=8.61[V]のような考えでは間違っていますか？

OUT点のインピーダンスが10KΩ(Raだけ)ならそれでよいでしょうが、Rbの1MΩもあるので2つの並列値で計算すべきでしょう。
10KΩだけではVOUTは 8.611V になります。

以下は10KΩと1MΩの並列での計算。
並列値は　　10KΩ // 1MΩ ＝ 9.90KΩ
SWがOFFの電圧　8.911V より
VOUT ＝ 8.911V － 9.90KΩ × 30μA ＝ 8.614V

いくらも差はありませんが要注意。
なおRa、Rbに流れる電流値からも計算してみましたが 8.614V になりました。

この回答へのお礼

ご指摘があるまで並列にみるという考え方をしていませんでした。
非常によくわかりました。ありがといございました。

お礼日時：2016/12/30 23:50

No.3 回答者： xpopo 回答日時： 2016/12/30 17:34

それで合ってますよ。

細かい過程は省きますが、SWがONの時の出力電圧Voutonは

　Vouton＝Rb＊（Ｖ－Ics＊Ra）／（Ra+Rb)

で求まります。上の式に値を入れて計算すると

　Vouton＝1E6＊（9－30E-6＊１０E3)／（10E3+1E6）＝8.61V

この回答へのお礼

確認くださりありがとうございました。

お礼日時：2016/12/30 23:49

No.2 回答者： angkor_h 回答日時： 2016/12/30 16:59

N0.1です。

先の回答投稿は破棄します。
理由；Icsは、その一部がRbにも流れる場合があるため。
失礼しました。

この回答へのお礼

迅速な回答ありがとうございました。

お礼日時：2016/12/30 23:47

No.1 回答者： angkor_h 回答日時： 2016/12/30 16:45

SW=onの場合、Rbに流れる電流をIoとすれば次の式が成り立ちます。

9[V]=Ra*(Io+Ics)+Rb*Io
Io以外は既知なので、Ioを求められます。
これから、
Vout=Rb*Io
ご確認ください。