アナログ回路�練習問題�2014−05−26 以下の問題では，オペアンプの入力インピーダンスは無限大，出力インピーダンスは0，電圧増幅度は無限大であると見なせるものとする．問1 R2 vi R1 + vo 図1 vi + - 問2 vo （1）�図2の回路において，電圧増幅度 vo/vi を求めなさい．（2）�この回路の入力インピーダンスを求めなさい． R2 R1 （1）�図1の回路において，R1を流れる電流をI1とした時，R2 に流れる電流を求めなさい．（2）�電圧増幅度 vo/vi を求めなさい．（3）�この回路の入力インピーダンスを求めなさい．図2 C R vi 問3 + （1）�図3の回路において， vi と vo の関係を式で表しなさい． vo （2）�この形式の回路はなんと呼ばれるか答えなさい．図3 問4 vn1 vi + A + vo F 図4に示す回路で，増幅器の入力側で出力側でvn1という雑音が加わった場合にvn1が出力電圧voに表れる割合を求めなさい．図4 A F 図5 vo 問5 図5は発振器の原理を表すものである．この回路で，発振のおこる条件は AF ＝1である．� （1）なぜAF＝1が発振条件となるかを答えなさい。（2）発振する周波数と振幅に関する条件を答えなさい． R1 C1 問6��図6に示すウィーンブリッジ発振回路について， vo A R2 C2 図6 C vi vo -A （1）電圧帰還率βを求めなさい．（2）発振条件より，発振周波数，および，電圧利得Aの条件を求めなさい．問7��図7に示す回路において、増幅器の増幅度を-A と入力インピーダンスを無限大、出力インピーダンスを0であるとする。（1）この回路の入力インピーダンスを求めなさい。（2）この回路の入力インピーダンスはCとAの関数になる。この現象はなんと呼ばれているか答えなさい。図7 問8 増幅回路の入力抵抗（入力インピーダンス）と出力抵抗（出力インピーダンス）を求める方法を図を用いて説明しなさい。（教科書Ｐ４）問9 電源電圧１５Ｖ、スルーレート１Ｖ／μsのオペアンプが１４Ｖの出力出来る最高周波数を求めなさい。（教科書Ｐ１８）問10 ＭＯＳトランジスタによるソース接地増幅回路でドレイン電流を2倍にすると、増幅度は何デシベル増加するか？また、バイポーラトランジスタによるエミッタ接地増幅回路でエミッタ電流を2 倍にした場合はどうなるか？（教科書Ｐ４２）問11 動作点を付加線の中央に設定する理由を図に描いて説明しなさい（教科書Ｐ５６）問12 バイポーラトランジスタのエミッタ接地増幅回路で、Vcc=12V、Rc=3kΩ、Re=200Ωの時、最適なバイアス回路を設計しなさい。(教科書Ｐ５６）問1３アクティブ負荷とはどのような回路か説明しなさい。また、アクティブ負荷を採用する理由を説明しなさい。（教科書Ｐ８４）問１４エミッタフォロア回路において、エミッタ端子と接地間の抵抗が６ＫΩ、電源電圧１２Ｖで最適な動作点になるようにしたとき、この回路の増幅度と出力抵抗を計算しなさい（教科書Ｐ８４）問15 電力増幅回路において、供給された直流電力のうち信号電力に変換されなかった電力はどうなるかを説明しなさい（教科書Ｐ１０６）問16 ＯＰアンプの利得が有限の値Ａであった場合、正相増幅回路と逆相増幅回路の正確な利得を計算しなさい。（教科書Ｐ１１８） +Ecc Tr3 Tr4 Vbias io Ic1 Ic2 VE VB1 VB2 Tr1 Tr2 RL 問17�図8はカレントミラー負荷を持つ差動増幅回路である．�この回路で，すべてのトランジスタの電流増幅度β は等しいものとする．（1）出力電流io,Icc,Ic1,Ic2の関係を式で表しなさい．（2）Tr1,Tr2のベース電流が (VB-VE)/rbで表される時，出力電流ioと電圧増幅度を求めなさい．（3）なぜ，Tr4のコレクタから出力を取るのかその理由を答えなさい． Icc 図8 Z2 Z1 Z3 図9 問18�図9は一般的なLCを用いた発振回路である。Z1 がコレクタの負荷、Z2、Z3が帰還のためのβ回路となっている。トランジスタの相互コンダクタンスをgm、出力抵抗をroとした場合、以下の問に答えなさい。（1）発振条件（Aβ＝1）をZ1,Z2,Z3とgm,roの式で表し、周波数条件と電力条件を求めなさい。また、この条件を何というか答えなさい。 (2) Z1,Z2,Z3が純リアクタンスである場合、発振するためにはZ1,Z2,Z3の符号にはどのような関係が必要か説明しなさい。また、その条件にあう回路を示し、なんと呼ばれるかを答えなさい。コメント問1から問3はオペアンプを用いた増幅回路についての問題。問4から問7は一般の増幅回路を仮定した問題で、負帰還、正帰還を考えた問題。（増幅回路の入力、出力インピーダンスと回路の入力、出力インピーダンスは異なることに注意すること）問4は負帰還のかかった増幅回路で雑音もしくは、ひずみがどうなるのかを求める問題。問5は正帰還を用いた発振回路に関する基本的な問題。問6はウィーンブリッジ発振回路に関する問題。問7はミラー効果に関する問題。問８から問16は教科書の練習問題とその変形で、いずれも講義中に説明を行ったもの。問17は差動増幅回路をカレントミラー負荷（アクティブ負荷）で用いた場合に各部分に流れる電流の関係と増幅度を求める問題。問18はバルクハウゼン条件を求める問題で、各インピーダンスが純リアクタンスの場合は、コルピッツ型か、ハートレィ型どちらかになることを求める問題。