ソース接地CR結合小信号増幅器のキャパシタC３、C４の役割

始めに

FETによるCR増幅回路実験した時に疑問だったソース接地CR結合小信号増幅器のキャパシタC３、C４の役割を解説してきます。

図1にソース接地CR結合小信号増幅器の回路図を示す。この動作原理では、交流信号を小文字で表記し，そのうちの直流成分を大文字で，交流成分を小文字に Δを付して表記する。

キャパシタC３、C４は、デカップリングコンデンサとしての役割を果たしていると考えられる。

これが機能するのは、このキャパシタの隣にさらに接続される場合だと考えられる。

VDDが、15[V]で一定であると決まっているのに、電源の内部抵抗が、大きい時には交流成分の影響を受けて変化するドレイン電流による電圧降下によってVDDにおおきな変化が生じてしまう。

そうすると、直流電源としての一定の電圧が流れるという意味がなくなり正確な値が測定できなくなる。

そのため、ドレイン電流の変化で電源電圧が変化したら、キャパシタがその変化を吸収することで平滑化すると考えられる。

そうすることで、他の回路に接続した際に直流電圧を流すことができる。

次に、キャパシタC３、C４は、容量の値が違うがなぜ違うかも考えてみる。

カットオフ周波数は、f=1/2πCRで表すことができる。抵抗Rの値を1[Ω]とすると、

C3の時、キャパシタは、

C4の時、キャパシタは、

このことから、C３は、高周波の波形を平滑化、C４は、低周波の周波数を平滑化すると考えられる。
以上のことから、ノイズの軽減と電源電圧の電圧の変化の防止がキャパシタC３、C４の役割であり、平滑化する際には、それぞれのキャパシタでC３は、高周波の波形を、C４は、低周波の周波数を平滑化すると考えられる。

キャパシタでC３は、高周波の波形を平滑化し、C４は、低周波の周波数を平滑化する。

参考になれば幸いです。