• 2.1 数値例
• 2.2 等価回路

2 より精緻な等価回路

では，特性曲線を詳しく調べ，どこで誤差が出ているか検討しましょう． 図6は， E_p = 133.826 V の，E_g2-I_g2 特性を拡大したものです． Oが無信号時の動作点です．

図 6: 6267の E_g2-I_g2 特性

e_i = 0.1 V を加えると，動作点はA'に移動するように思われます． しかし，プレートに信号が発生し，プレート電圧が下がります． プレートに発生した信号の大きさを(この段階ではわからないのですが) e_p とします． プレート電圧が下がると第2グリッドに流れる電流がわずかに増え， 特性曲線は緑色のようになります． したがって，動作点はA'ではなく，Aに移動します．

それでは，この点Aを求めます． ODが求めるべき第2グリッドの信号出力です．

OD = e_g2 (17)

BOは，増幅率の定義より，

BO = μ_g1-g2e_g (18)

これらより，

BD + DO = BO

BD - e_g2 = μ_g1-g2e_g

BD = μ_g1-g2e_g + e_g2 (19)

内部抵抗の定義より，

$${\frac{{\rm BD}}{{\rm DC}}}$$ r_g2 =

$${\frac{{\rm BD}}{{r_{g2}}}} {\frac{{\micro_{g1\mbox{\scriptsize -}g2}e_g + e_{g2}}}{{r_{g2}}}}$$ DC =

$${\frac{{e_{g2}}}{{r_{g2}}}}$$ = (20)

CAは，第1グリッド電圧および第2グリッド電圧が一定の場合に，プレート電圧を変化させたときの I_g2 の変化率から求めます．

$${\frac{{\partial I_{g2}}}{{\partial E_p}}}$$ (21)

ここでは，プレート電圧が下がったときにプレート電流が減る分の f 倍が第2グリッド電流の増加分になると仮定します．6267のこの動作点の場合，f = 0.6477 です． このとき，

$${\frac{{e_p}}{{r_p}}}$$ (22)

となります．

三角形DAOより，

$${\frac{{\rm DO}}{{\rm DA}}} {\frac{{-e_{g2}}}{{{\rm DC}+{\rm CA}}}}$$ R_g2 =

e_g2 = - R_g2(DC + CA)

$$\Bigl( {\frac{{e_{g2}}}{{r_{g2}}}} {\frac{{e_p}}{{r_p}}} \Bigr)$$ =

$${\frac{{e_{g2}}}{{R_{g2}}}} {\frac{{e_{g2}}}{{r_{g2}}}} {\frac{{e_p}}{{r_p}}}$$ =

$$\Bigl( {\frac{{1}}{{r_{g2}}}} {\frac{{1}}{{R_{g2}}}} \Bigr) {\frac{{e_p}}{{r_p}}}$$ =

$$\Bigl( {\frac{{e_p}}{{r_p}}} \Bigr)$$ e_g2 = (23)

今度は，プレート側を見てみます． 図は7です．

図 7: 6267の E_p-I_p 特性

OF = g_me_g (24)

$${\frac{{e_{g2}}}{{\micro_{g1\mbox{\scriptsize -}g2}}}}$$ FG = (25)

$$\Bigl( {\frac{{e_{g2}}}{{\micro_{g1\mbox{\scriptsize -}g2}}}} \Bigr)$$ OG = (26)

第2グリッドが 1 V 上昇すると， 第1グリッドが 1/μ_g1-g2 V 上昇したのと等価なことに注意してください． これより，

e_p = OI = - OG(r_p//R_L)

$$\Bigl( {\frac{{e_{g2}}}{{\micro_{g1\mbox{\scriptsize -}g2}}}} \Bigr)$$ = (27)

この式に式(23)を代入して，

$$\Bigl\{ \Bigl( {\frac{{e_p}}{{r_p}}} \Bigr) {\frac{{r_{g2}//R_{g2}}}{{\micro_{g1\mbox{\scriptsize -}g2}}}} \Bigr\}$$ e_p =

$$\Bigl( {\frac{{g_m}}{{\micro_{g1\mbox{\scriptsize -}g2}}}} {\frac{{f}}{{r_p}}} \Bigr) \Bigl( {\frac{{g_{mg2}}}{{\micro_{g1\mbox{\scriptsize -}g2}}}} \Bigr)$$ =

$${\frac{{1 - \frac{g_{mg2}}{\micro_{g1\mbox{\scriptsize -}g2}}(r_{... ..._m}{\micro_{g1\mbox{\scriptsize -}g2}}(r_{g2}//R_{g2}) f \frac{R_L}{r_p+R_L}}}}$$ e_p =

$${\frac{{1 - \frac{g_{mg2}}{\micro_{g1\mbox{\scriptsize -}g2}} (r_... ...0}} \cdot \frac{g_{mg2}}{\micro_{g1\mbox{\scriptsize -}g2}} (r_{g2}//R_{g2})}}}$$ = (28)

A_g = g_mg2(r_g2//R_g2)/μ_g1-g2 とおくと，

$${\frac{{1 - A_g}}{{1 + f \frac{R_L}{r_p+R_L} \cdot \frac{I_{p0}}{I_{g20}} A_g}}}$$ e_p = (29)

$${\frac{{1 - A_g}}{{1 + f \frac{R_L}{r_p+R_L} \cdot \frac{I_{p0}}{I_{g20}} A_g}}}$$ A_f = (30)

となります．

2.1 数値例

$${\frac{{\frac{0.231}{1.086}\times 1.286}}{{36.57}}}$$ A_g =

$${\frac{{1 - 0.879467}}{{1 + 0.6477 \times \frac{142.3}{3009 + 142.3} \times \frac{1.086}{0.231} \times 0.879467}}}$$ A_f =

となり，シミュレーションの結果とほとんど一致します．

2.2 等価回路

これまでの考察から得られる等価回路は，図8のようになります．

図 8: 五極管によるカソード接地増幅回路の等価回路(4)

一番左の電流源は，G1によるG2電流の変化を表し， 2番目の電流源は，プレート電圧の変化によるG2電流の変化を表し， 3番目の電流源は，G1およびG2によるプレート電流の変化を表しています．