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2012年12月18日 (火)

J-FETとバイポーラのゲインの差はいかほど

バイポーラトランジスタに比べてJ-FETはゲインが低いと言われます。
その差は、一体、どのくらいなのでしょうか。

せっかくですから、ちょっと計算してみましょう。

まずは、2SK30ATMから。

ドレイン電流-順方向伝達アドミタンス特性を見ます。

K30_idy

 

ドレイン電流は、1.6mAくらいで見てみましょう。  すると、順方向伝達アドミタンスは約1.8mSくらいです。

 

FETのソース接地のゲイン計算は非常に簡単です。 負荷抵抗RL=2kΩだとすると

 

 gain =  gm x RL = 1.8m x 2k = 3.6倍 

 

たったこれだけの計算で求めることができました。 簡単ですね。 

 
次に、バイポーラトランジスタの計算をしてみましょう。

式は gain = (rπ/(Rs + rπ))gm x RL で表されます。

 

  ここで gm = 40 x IC = 40 x 1.6m =64 mS
 

  また rπ = hfe/gm = 100/64mS = 1560 ですので、

 

上の式に代入します。 Rsはとりあえず1kΩとします。

 

  gain = (1560/ (1k+1560)) 64mS x 2k = 50倍 
 

となりました。 ずいぶんとゲインが違うのが分かります。

バイポーラをJ-FETに交換すると、この分だけNFB量が減ってしまうということです。

 
ちなみにJ-FETの方を2SK170で計算しますと Id=1.6mAのとき gmは 約18mS

 gain =  gm x RL = 18m x 2k = 36倍 

となり、バイポーラの半分以上のゲインが得られることが分かります。

 

簡単にいいますと、バイポーラトランジスタはとてもゲインが高い。

gmの高いJ-FETを使うと、バイポーラに近いゲインが得られる。  ということです。 

 

注意点としては、高gmのJ-FETは、ciss入力容量がバイポーラの10倍くらいある

ので、高域が伸びないとか、ポールが下がって発振しやすいとか、そういう面も
あるということを忘れずに。 

 

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