FETの動作についてお尋ねします。

FETを用いたオーディオ用の増幅回路を作っていますが、
電源電圧の高低はどのような影響を与えるのでしょうか。
一般論として教えていただけませんでしょうか?

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  • 1人10回まで
  • 登録:2008/04/23 23:24:46
  • 終了:2008/04/30 22:43:35

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id:virtual No.1

virtual回答回数1139ベストアンサー獲得回数1282008/04/24 06:58:59

ポイント60pt

FETに限らないですが、一般論として言えば「回路次第で千差万別」ということになります。

「電源電圧の高低」が動作中に変動することを示しているのであれば「PSRR」(電源電圧除去比)という性能で電源電圧変動が出力に影響(ノイズとして混入する)の度合いを表します。回路次第で大きく変わってきます。

電源電圧を高い電圧で使うのか、あるいは低い電圧で使った方がいいのか、という意味で「電源電圧の高低」をおっしゃっているのであれば、それは色々な要素があります。

FETは電圧で動く素子です。少なくともゲート電圧以上の電圧(数ボルトから10数ボルト程度)が無いと動作しません。それ以上の電圧であればOKですが、耐圧の関係でやみくもに高い電圧にはできません。これが基本です。

オーディオアンプと言っても前段なのか後段(パワーアンプ)なのかによりますが、FETに流れる電流と加わる電圧で決まる消費電力に注目すると、電源電圧が高いほどこれは大きくなるので熱的に注意して設計する必要がでてきます。

通常、オーディオアンプは差動増幅回路で組みますから、差動の二つのソースを一つの定電流源で電流を流すので電源電圧の変化がそのまま差動ペアのFETの電力に効いてきます。

いづれにせよ、これらはFETに限らずパイポーラトランジスタでも言えることですので回路次第になります。

バイアス回路さえ電源電圧変化に対して安定に作ってあれば大きな影響を受けないようにできます。

id:mtzwsh

私の質問の仕方が悪かったようです。

とはいえ、私の想像を超えるさまざまな要素があるということはわかりました

ありがとうございます

>>FETは電圧で動く素子です。少なくともゲート電圧以上の電圧(数ボルトから10数ボルト程度)が無いと動作しません。それ以上の電圧であればOKですが、耐圧の関係でやみくもに高い電圧にはできません。これが基本です。

おっしゃるところの耐圧の範囲内では、電源電圧の高低はどのような影響があるでしょうか?

またご回答いただけると幸いです

2008/04/25 23:00:08
  • id:virtual
    >おっしゃるところの耐圧の範囲内では、電源電圧の高低はどのような影響があるでしょうか?

    まず、「耐圧の範囲内では」というのは大前提です。範囲外の話は普通は無いです。
    下記にJ-FETですが電源電圧が高い場合低い場合の説明が少し書いてあります。
    http://homepage3.nifty.com/ichian/analog/loadline/loadline2.htm
    MOS FETは下記です。
    http://www.jeea.or.jp/course/contents/02107/

    一言でFETと言ってもJ-FETやMOS-FETがありますし、どういった回路で使うか、例えばソース接地で使うかゲート接地で使うか、といったバリエーションもあります。
    一般的な事を言うと上記URLのように静特性図を書いて電源電圧の影響を見ます。
    VDSの変化に対して同じVGSの場合はほとんどIDが変化しない部分(グラフが水平線に近い)が多くあります。
    これはVGS(バイアス電圧)が安定していれば電源電圧変化に対してIDは安定しているという特性を示します。

    これに対してバイポーラトランジスタの特性は下記のURLにあるような感じです。
    http://www.jeea.or.jp/course/contents/02106/
    VCEの変化に対する同じIBの場合はほとんどICは変化しない部分があるのはFETと同じです。
    違うのはバイアスがIBという電流で決定される点です。
    他は特性的に似たようなものです。バイポーラの方が特性的にこの水平な部分の傾きが大きい、
    電圧の変化に対してICが変化しやすい、という特性を示す物が多いです。

    ほんとうに一般論で言うとこれ以上の話は無いというか、話すことが全てに関係してくるので説明しきれない
    というか説明しずらいですね。逆に静特性図さえきちんと書いて読み取ることができればそのデバイスが
    FETか真空管かバイポーラなのかに関係なく回路設計はできます。

    オーディオアンプを作っているということですが、より具体的な回路形式や、具体的にどういった点を
    心配しているのかを質問された方がより良い回答が得られたのではないかと思いました。

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