【三極管カソードフォロア】

まず、簡単のために三極管のカソフォロについて考えてみます。小川さんと同じで、ここでもオーディオ帯域の中域を対象とする交流等価回路のみを考えます。

出力ループは、定電圧源を用いる交流等価回路とします。小川さんもそうしていることだしね。入力ループも定電圧源を用いる等価回路。グリッドバイアスは省略します。

では早速ゲインの計算から。

まず、出力ループにKVLを適用し、

μ・e_G　=　i_P・r_p　+　e_OUT　（式-1）

次に入力ループにKVLを適用し、

e_IN　=　e_G + e_OUT　（式-2）

出力交流電圧の定義より、

e_OUT　=　r_K・i_P　（式-3）

（式-1）〜（式-3）より、

μ・（e_IN - e_OUT）　=　e_OUT（r_p／r_K　+　1）

μ・e_IN　=　e_OUT（r_p／r_K　+　μ　+　1）

ゲインを A = E_OUT／E_IN とすると、

A　=　e_OUT／e_IN　=　μ／（r_p／r_K　+　μ　+　1）

ありゃ、r_P／r_K が残っちゃったぞ？？　気にしない、気にしない。r_p≪r_Kを想定すればええとや。

A　=　e_OUT／e_IN　≒　μ／（μ　+　1）

次、出力インピーダンスの計算。

インピーダンスを；

r_OUT　=　e_OUT／i_P　［ただしe_IN=0のとき］

と定義すると、

μ・e_G　=　i_P・r_p　+　e_OUT　（式-1　再掲）

e_IN　=　e_G + e_OUT　（式-2　再掲）

（式-1）および（式-2）より、

μ（e_IN　-　e_OUT）　=　i_P・r_p　+　e_OUT

r_OUTの定義の条件より、e_IN=0なので、

- μ・ e_OUT　=　i_P・r_p　+　e_OUT

（μ　+　1）e_OUT　=　- i_P・r_p

ゆえに、

r_OUT　=　e_OUT／i_P　=　- r_p／（μ　+　1）　［ただしe_IN=0］

真空管の三定数の定義より、r_p = μ／Gm なので

r_OUT　=　e_OUT／i_P　=　- μ／｛（μ　+　1）Gm｝　［ただしe_IN=0］

ありゃ？？　またいつもと違うがにー。　しょうがない、μは十分大きいと想定して、μ≒μ + 1　としちゃおう。

r_OUT　=　e_OUT／i_P　≒　- 1／Gm　［ただしe_IN=0］

符合がマイナスになってしまいましたが、等価回路（上の図）で電圧と電流の方向が逆なので、これはいたしかたなし。

続き（多極管カソードフォロア）を待て！

Apr.19, 2001