• 2.4.1 数値例
• 2.4.2 シミュレーション例
  • 2.4.2.1 com_g.cir
  • 2.4.2.2 結果

2.4 グリッド接地

グリッド接地増幅回路の例を図2.14に示します． グリッド接地は，入力インピーダンスが低い， 接地されたグリッドにより入力と出力の干渉が少ない， という特徴があるため，主に高周波の用途で使われます． グリッド接地回路が単体でオーディオ用途に使われることはまれですが， カソード接地回路の出力をグリッド接地で受けるカスコード接続(第2.7節)として使われることがあります．

図 2.14: グリッド接地増幅回路

グリッド接地の場合，入力をカソードに加えますが， カソードには直流電流を流さなければならないため， 必然的にカソードとアース(または電源)の間に 抵抗またはインダクタを入れることになります． オーディオの用途では，インダクタを入れるのを避けるため， カソードに抵抗が入ることになり， ある程度の自己バイアスがかかることになります． そのため，ここでは自己バイアスの回路のみを扱います．

図 2.15: グリッド接地の等価回路

グリッド接地の等価回路は図2.15になります． これより，

$${\frac{{R_L}}{{r_p + R_L}}} {\frac{{R_L}}{{r_p + R_L}}}$$ e_o =

$${\frac{{R_L}}{{r_p + R_L}}}$$ A = (2.33)

$${\frac{{(1+\micro) e_i}}{{r_p + R_L}}}$$ i_i =

$${\frac{{e_i}}{{i_1 + \frac{e_i}{R_k}}}} {\frac{{1}}{{\frac{1+\micro}{r_p + R_L} + \frac{1}{R_k}}}}$$ Z_i = (2.34)

Z_o = r_p//R_L (2.35)

となります．

グリッド接地回路では， 入力信号源の出力インピーダンスが 出力インピーダンスに影響します． 通常は，信号源の出力インピーダンスを0として出力インピーダンスを求めますが， ここで，信号源の出力インピーダンスを R_s として， グリッド接地の出力インピーダンスを求めます． 負荷抵抗を除いた等価回路は，図2.16のようになり， 次の関係が成り立ちます．

図 2.16: グリッド接地の出力インピーダンスを求めるための等価回路

$${\frac{{e_o + \micro e_g}}{{r_p + R_s//R_k}}}$$ i_o = (2.36)

e_g = - i_o(R_s//R_k) (2.37)

これより，

$${\frac{{e_o - \micro i_o (R_s//R_k)}}{{r_p + R_s//R_k}}}$$ i_o =

e_o = {r_p + (1 + μ)(R_s//R_k)}i_o

$${\frac{{e_o}}{{i_o}}}$$ Z_o = (2.38)

となります． 実際の回路における出力インピーダンスは，Z_o と負荷抵抗を並列にしたものです．

2.4.1 数値例

ここでは，12AU7によるグリッド接地増幅回路を解析します． 電源電圧 E_bb = 203.64683 V, 負荷抵抗 R_L = 33 kΩ, カソード抵抗 R_k = 1.203454 kΩ とします． 動作点は， E_p = 100 V, E_g = - 3.646829 V, I_p = 3.0303 mA で， この動作点における三定数は， g_m = 1513.786 μS, r_p = 11.34946 kΩ, μ = 17.18064 です．

$${\frac{{33}}{{11.34946+33}}}$$ A =

$${\frac{{11.34946 + 33}}{{1 + 17.18064}}}$$ Z_i1 =

$${\frac{{1}}{{\frac{1}{2439.378} + \frac{1}{1203.454}}}}$$ Z_i =

$${\frac{{1}}{{\frac{1}{11.34946} + \frac{1}{33}}}}$$ Z_o =

2.4.2 シミュレーション例

シミュレートする回路は図2.17です．

図 2.17: グリッド接地(シミュレーション用)

2.4.2.1 com_g.cir

    1 Common grid voltage amplifier with 12AU7
    2 .INCLUDE 12AU7.lib
    3 .SUBCKT COMG IN OUT
    4 X1 1 0 3 12AU7
    5 RK 3 0 1203.454
    6 RL 1 4 33k
    7 VBB 4 0 203.64683V
    8 CI IN 3 1000u
    9 CO 1 OUT 1000u
   10 .ENDS
   11 
   12 XA1 1 2 COMG
   13 VIN 1 0 DC 0V AC 1V
   14 RL 2 0 100Meg
   15 
   16 XA2 3 4 COMG
   17 VS 3 0 DC 0V
   18 VO 4 0 DC 0V AC 1V
   19 .control
   20 op
   21 print v(a1:1,a1:3) v(a1:3)*-1 v:a1:bb#branch
   22 ac dec 1 1k 1k
   23 print abs(v(2)/v(1)) abs(v(1)/i(vin)) abs(v(4)/i(vo))
   24 .endc
   25 .END

2.4.2.2 結果

    1 
    2 Circuit: Common grid voltage amplifier with 12AU7
    3 
    4 v(a1:1,a1:3) = 1.000000e+02
    5 v(a1:3)*-1 = -3.64683e+00
    6 v:a1:bb#branch = -3.03030e-03
    7 abs(v(2)/v(1)) = 1.352690e+01
    8 abs(v(1)/i(vin)) = 8.058129e+02
    9 abs(v(4)/i(vo)) = 8.445020e+03