7 シミュレーション

P-G帰還回路の実例としてLUX SQ38FDのフラットアンプをとりあげます． 回路は図6です． B電圧は不明ですが，250 V としてシミュレーションを行います． また，次段の入力インピーダンスを 100 kΩ とします．

図 6: LUX SQ38FDフラットアンプ

シミュレーションの回路図は，図7です．

図 7: シミュレーション回路

動作点は E_p = 134.6946 V, E_g = - 1.141638 V で， 三定数は， $\mu$ = 97.9855, r_p = 71.3572 kΩ, g_m = 1.373169 mS です． 交流負荷抵抗は R_L = 150/100 = 60 kΩ です．

$$\beta {\frac{{R_s}}{{R_s+R_f}}} {\frac{{47}}{{47 + 1000}}}$$ =

$${\frac{{(\mu - \frac{r_p}{R_f})R_L}}{{r_p+(1+\frac{r_p}{R_f})R_L}}} {\frac{{(97.9855 - \frac{71.3572}{1000})60}}{{71.3572+(1+\frac{71.3572}{1000})60}}}$$ A =

$$\beta {\frac{{A}}{{1 + A\beta}}} {\frac{{43.3125}}{{1 + 43.3125 \times 0.04489}}}$$ A_f =

$${\frac{{R_f}}{{1 + A}}} {\frac{{1000}}{{1 + 43.3125}}}$$ Z_i =

$${\frac{{r_p}}{{1 + \mu\frac{R_s}{R_s + R_f}}}} {\frac{{71.3572}}{{1 + 97.9855 \frac{47}{47 + 1000}}}}$$ Z_o =

等価回路による式を用いると、

$${\frac{{\mu \frac{R_f}{r_p} - 1}}{{\frac{(1 + \mu) R_s + R_f}{r_p} + \frac{R_s + R_f}{R_L} + 1 }}}$$ A_f =

$${\frac{{97.9855 \times \frac{1000}{71.3572} - 1}}{{\frac{(1 + 97.9855) \times 47 + 1000}{71.3572} + \frac{47 + 1000}{60} + 1}}}$$ =

$${\frac{{(R_s+R_f)(r_p+R_L) + (r_p + \mu R_s )R_L}}{{r_p + (1 + \mu)R_L}}}$$ Z_i =

$${\frac{{(47+1000) \times (71.3572+60) + (71.3572 + 97.9855 \times 47) \times 60}}{{71.3572 + (1 + 97.9855)\times 60}}}$$ =

= 69.567 [kΩ]

となって、先ほどの結果と一致します。

シミュレーション結果を図8, 9, 10に示します．

図 8: ゲインの周波数特性

図 9: 入力インピーダンスの周波数特性

図 10: 出力インピーダンスの周波数特性

ゲインは14.048， 入力インピーダンスは 69.559 kΩ， 出力インピーダンスは 10.737 kΩ でした． シミュレーションの結果が微妙に異なるのは， カップリングコンデンサやカソードバイパスコンデンサの影響です．