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3 スクリーングリッドパスコンによる周波数特性

通常,スクリーングリッドにはパスコンを付けますが, 低域ではインピーダンスが上昇し,バイパスの役目を果たさなくなります. 中域では式(2)のゲインであったものが, 最終的には,式(30)のゲインまで下がります.

このカットオフ周波数を求めてみましょう. 簡単にするため,図4の等価回路をベースにします. これに,G2のパスコンを加えた等価回路は, 図9のようになります.

図 9: G2パスコンを考慮した五極管によるカソード接地増幅回路の等価回路
\begin{figure}\input{figs/equiv_pen_cg}
\end{figure}

この等価回路より,次の関係が成り立ちます.

eg2 = - gmg2eg(rg2//Rg2//ZCg2) (31)
ep = - gm(eg + $\displaystyle {\frac{{e_{g2}}}{{\micro_{g1\mbox{\scriptsize -}g2}}}}$)(rp//RL) (32)

これより,
ep = - gm$\displaystyle \Bigl\{$eg - $\displaystyle {\frac{{g_{mg2}e_g(r_{g2}//R_{g2}//Z_{C_{g2}})}}{{\micro_{g1\mbox{\scriptsize -}g2}}}}$$\displaystyle \Bigr\}$(rp//RL)  
  = - gmeg$\displaystyle \Bigl($1 - $\displaystyle {\frac{{g_{mg2}}}{{\micro_{g1\mbox{\scriptsize -}g2}}}}$ . $\displaystyle {\frac{{1}}{{\frac{1}{r_{g2}}+\frac{1}{R_{g2}}+\frac{1}{Z_{C_{g2}}}}}}$$\displaystyle \Bigr)$(rp//RL)  
  = - gmeg$\displaystyle \Bigl($1 - $\displaystyle {\frac{{1}}{{r_{g2}}}}$ . $\displaystyle {\frac{{1}}{{\frac{1}{r_{g2}}+\frac{1}{R_{g2}}+\frac{1}{Z_{C_{g2}}}}}}$$\displaystyle \Bigr)$(rp//RL)  
  = - gmeg$\displaystyle \Bigl($1 - $\displaystyle {\frac{{1}}{{1+\frac{r_{g2}}{R_{g2}}+\frac{r_{g2}}{Z_{C_{g2}}}}}}$$\displaystyle \Bigr)$(rp//RL)  
  = - gmeg$\displaystyle \Bigl($1 - $\displaystyle {\frac{{R_{g2}Z_{C_{g2}}}}{{R_{g2}Z_{C_{g2}}+r_{g2}Z_{C_{g2}}+r_{g2}R_{g2}}}}$$\displaystyle \Bigr)$(rp//RL)  
  = - gmeg$\displaystyle {\frac{{r_{g2}Z_{C_{g2}}+r_{g2}R_{g2}}}{{R_{g2}Z_{C_{g2}}+r_{g2}Z_{C_{g2}}+r_{g2}R_{g2}}}}$(rp//RL)  
  = - gmeg$\displaystyle {\frac{{r_{g2}Z_{C_{g2}}+r_{g2}R_{g2}}}{{R_{g2}Z_{C_{g2}}+r_{g2}Z_{C_{g2}}+r_{g2}R_{g2}}}}$(rp//RL)  
  = - gmeg$\displaystyle {\frac{{1 + \frac{Z_{C_{g2}}}{R_{g2}}}}{{1+Z_{C_{g2}}(\frac{1}{r_{g2}}+\frac{1}{R_{g2}})}}}$(rp//RL)  
  = - gmeg$\displaystyle {\frac{{1 + \frac{1}{j\omega C_{g2}R_{g2}}}}{{1+\frac{1}{j\omega C_{g2}(r_{g2}//R_{g2})}}}}$(rp//RL)  

中域のゲインを AM = - gm(rp//RL) とすると, 任意の周波数のゲイン A は,

A = $\displaystyle {\frac{{1 + \frac{1}{j\omega C_{g2}R_{g2}}}}{{1+\frac{1}{j\omega C_{g2}(r_{g2}//R_{g2})}}}}$AM (33)
と表せます. この式の分子はカットオフ周波数 f1 = 1/(2$ \pi$Cg2Rg2) の低域上昇を表し, 分母はカットオフ周波数 f2 = 1/{2$ \pi$Cg2(rg2//Rg2)} の低域下降を表していますから, 周波数特性は,図10のようになります.
図 10: G2パスコンによる周波数特性
\begin{figure}\input{figs/pen_cg_freq}
\end{figure}


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平成17年2月16日