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最終更新:
道具箱

固定バイアス増幅回路の増幅度・入出力インピーダンス計算機

2026/06/23更新:出力インピーダンスの記述や式を修正しました。

固定バイアス増幅回路(エミッタ接地増幅回路)の抵抗値や hh パラメータから、小信号等価回路及びその簡易等価回路に基づき増幅度や入出力インピーダンスを計算します。

表記について:本ページでは各部の信号をこちらに記載するルールに沿って表記します。

操作方法
  1. 抵抗値 RCR_\mathrm{C}RBR_\mathrm{B}RLR_\mathrm{L}RSR_\mathrm{S}hh パラメータ hieh_\mathrm{ie}hfeh_\mathrm{fe}hreh_\mathrm{re}hoeh_\mathrm{oe}、入力信号の最低周波数 fLf_\mathrm{L}fLf_\mathrm{L} と遮断周波数 fcLf_\mathrm{cL} の比を入力します。
    • プルダウンで補助単位を切り替えることができます。
  2. hh 行列の行列式 Δhe\varDelta h_\mathrm{e}、トランジスタの入力端を基準とした増幅度 AiA_\mathrm{i}AvA_\mathrm{v}ApA_\mathrm{p}、回路の入力端を基準とした増幅度 KiK_\mathrm{i}KvK_\mathrm{v}KpK_\mathrm{p}、入力インピーダンス ZiZ_\mathrm{i}、出力インピーダンス ZoZ_\mathrm{o}、遮断周波数 fLf_\mathrm{L} の計算値、入力側・出力側の各結合コンデンサ CiC_\mathrm{i}CoC_\mathrm{o} の下限値が表示されます。
    • プルダウンで補助単位を切り替えることができます。
    • 入力値の変更はその都度計算結果に反映されます。
    • 計算値を小数第2位までに丸めた値が表示されます。
  3. 計算結果はCSV形式で入力値とともに表示されます。ダウンロードボタンから保存することも可能です。
    • 入力値の変更はその都度計算結果に反映されます。
    • 計算値の生データが出力されますが、数値誤差を含む場合があります。

回路図

固定バイアス増幅回路

小信号等価回路

固定バイアス増幅回路の等価回路

簡易等価回路

固定バイアス増幅回路の簡易等価回路

入力

=
=
=
=
=
=
=
=
=
=

出力

小信号等価回路 簡易等価回路 誤差率 (%)
h 行列の行列式 Δhe = 0.00 -------
電流増幅度 Ai = io/ib = 0.00 0.00 0.00
電圧増幅度 Av = vo/vi = 0.00 0.00 0.00
電力増幅度 Ap = |Av||Ai| = 0.00 0.00 0.00
電流増幅度 Ki = io/ii = 0.00 0.00 0.00
電圧増幅度 Kv = vo/vS = 0.00 0.00 0.00
電力増幅度 Kp = |Kv||Ki| = 0.00 0.00 0.00
入力インピーダンス Zi = 0.00 0.00 0.00
出力インピーダンス Zo = 0.00 0.00 0.00
低域遮断周波数 fcL = 0.00 0.00
入力側結合コンデンサ Ci 0.00 0.00 0.00
出力側結合コンデンサ Co 0.00 0.00 0.00
( B)

計算式

RoR_\mathrm{o}Δhe\varDelta h_\mathrm{e} を以下のようにおきます。

Ro=RCRLRC+RLΔhe=hiehoehfehre\begin{align*} R_\mathrm{o}&=\frac{R_\mathrm{C}R_\mathrm{L}}{R_\mathrm{C}+R_\mathrm{L}} \\ \varDelta h_\mathrm{e}&=h_\mathrm{ie}h_\mathrm{oe}-h_\mathrm{fe}h_\mathrm{re} \end{align*}

増幅度

トランジスタの入力端を基準とする増幅度

Ai=hfeRo(hoeRo+1)RLAv=hfeRohie+RoΔheAp=hfe2Ro2RL(hoeRo+1)(hie+RoΔhe)\begin{align*} A_\mathrm{i}&=\frac{h_\mathrm{fe}R_\mathrm{o}}{(h_\mathrm{oe}R_\mathrm{o}+1)R_\mathrm{L}} \\ A_\mathrm{v}&=-\frac{h_\mathrm{fe}R_\mathrm{o}}{h_\mathrm{ie}+R_\mathrm{o}\varDelta h_\mathrm{e}} \\ A_\mathrm{p}&=\frac{h_\mathrm{fe}^2R_\mathrm{o}^2}{R_\mathrm{L}(h_\mathrm{oe}R_\mathrm{o}+1)(h_\mathrm{ie}+R_\mathrm{o}\varDelta h_\mathrm{e})} \end{align*}

回路の入力端を基準とする増幅度

Ki=hfeRBRoRL{RB(hoeRo+1)+hie+RoΔhe}Kv=hfeRBRoRS{RB(hoeRo+1)+hie+RoΔhe}+RB(hie+RoΔhe)Kp=hfe2RB2Ro2RL{RB(hoeRo+1)+hie+RoΔhe}[RS{RB(hoeRo+1)+hie+RoΔhe}+RB(hie+RoΔhe)]\begin{align*} K_\mathrm{i}&=\frac{h_\mathrm{fe}R_\mathrm{B}R_\mathrm{o}}{R_\mathrm{L}\{R_\mathrm{B}(h_\mathrm{oe}R_\mathrm{o}+1)+h_\mathrm{ie}+R_\mathrm{o}\varDelta h_\mathrm{e}\}} \\ K_\mathrm{v}&=-\frac{h_\mathrm{fe}R_\mathrm{B}R_\mathrm{o}}{ R_\mathrm{S}\{ R_\mathrm{B}(h_\mathrm{oe}R_\mathrm{o}+1)+h_\mathrm{ie}+R_\mathrm{o}\varDelta h_\mathrm{e} \}+R_\mathrm{B}(h_\mathrm{ie}+R_\mathrm{o}\varDelta h_\mathrm{e}) } \\ K_\mathrm{p}&=\frac{h_\mathrm{fe}^2R_\mathrm{B}^2R_\mathrm{o}^2}{ \begin{gather*} R_\mathrm{L}\{ R_\mathrm{B}(h_\mathrm{oe}R_\mathrm{o}+1)+h_\mathrm{ie}+R_\mathrm{o}\varDelta h_\mathrm{e} \} [R_\mathrm{S}\{ R_\mathrm{B}(h_\mathrm{oe}R_\mathrm{o}+1)+h_\mathrm{ie}+R_\mathrm{o}\varDelta h_\mathrm{e} \}\\+R_\mathrm{B}(h_\mathrm{ie}+R_\mathrm{o}\varDelta h_\mathrm{e})] \end{gather*} } \end{align*}

回路の入力インピーダンス及び出力インピーダンス

Zi=RB(hie+RoΔhe)RB(hoeRo+1)+hie+RoΔheZo=RC{RSRB+hie(RS+RB)}RC{hoeRSRB+Δhe(RS+RB)}+RSRB+hie(RS+RB)\begin{align*} Z_\mathrm{i}&=\frac{R_\mathrm{B}(h_\mathrm{ie}+R_\mathrm{o}\varDelta h_\mathrm{e})}{R_\mathrm{B}(h_\mathrm{oe}R_\mathrm{o}+1)+h_\mathrm{ie}+R_\mathrm{o}\varDelta h_\mathrm{e}} \\ Z_\mathrm{o}&=\frac{R_\mathrm{C}\{R_\mathrm{S}R_\mathrm{B}+h_\mathrm{ie}(R_\mathrm{S}+R_\mathrm{B})\}}{R_\mathrm{C}\{h_\mathrm{oe}R_\mathrm{S}R_\mathrm{B}+\Delta h_\mathrm{e}(R_\mathrm{S}+R_\mathrm{B})\}+R_\mathrm{S}R_\mathrm{B}+h_\mathrm{ie}(R_\mathrm{S}+R_\mathrm{B})} \end{align*}

結合コンデンサの静電容量

Ci12πfcLZiCo12πfcLZo\begin{align*} C_\mathrm{i}&\geq\frac{1}{2\pi f_\mathrm{cL}Z_\mathrm{i}} \\ C_\mathrm{o}&\geq\frac{1}{2\pi f_\mathrm{cL}Z_\mathrm{o}} \end{align*}

ここで、fcLf_\mathrm{cL} は遮断周波数です。