出力段の設計（４）

前回は1段３パラですと出力インピーダンスが少し高かめということが分かりました。　今回は２段ダーリントンに するとどうなるか計算してみます。　　

トランジスタは２個ほど増えます。

回路はご覧のような形です。　これまでもそうでしたが抵抗の定数は仮の値ですす。 回路構成だけを見てください。　　

正確な抵抗値の計算は後日おこなおうと思っています。

では、早速２段ダーリントンでは出力インピーダンスがどの程度になっているのか計算してみましょう。

１段目のエミッタフォロア（ドライバー段）は、前回求めていたのと同じです。

　　　Zo ＝ （1 ÷（1＋hfe））（Rs ＋（hfe÷gm））

　　条件として  hfe ＝ 100
　　　　　　　　IC ＝ 5mA
　　　　　　　　gm ＝ 40×IC ＝ 0.2 S
　　　　　　　　Rs ＝ 20ｋΩ

　　　Zo ＝ （1 ÷（1＋100）（20k ＋（100÷0.2））＝ 0.0099 × 20.5k　＝ 203 Ω

でした。　コンプリメンタリーなので上下で２つあります。　

よって出力インピーダンスは

　　　Zo ＝ 203//（150＋203）＝ 129 Ω

この抵抗値が２段目のRsとなりますから、２段目のエミッタフォロア（最終段）は同様に

　　条件として  hfe ＝ 100
　　　　　　　　IC ＝ 10mA
　　　　　　　　gm ＝ 40×IC ＝ 0.4 S
　　　　　　　　Rs ＝ 130 Ω

　　　Zo ＝ （1 ÷（1＋100）（130 ＋（100÷0.4））＝ 0.0099 × 380　＝ 3.76 Ω

これとエミッタ抵抗の10Ωと足した13.7Ωが、３パラと上下で６個ありますので　

　　　13.7÷6 ＝ 2.3Ω　　　これが出力段の出力インピーダンスとなります。

エミッタフォロアの出力インピーダンス3.76Ωに対してエミッター抵抗が10Ωというのは高すぎる

と思います。　エミッタ抵抗を1～3Ω程度にすることで、もっと出力インピーダンスを下げられますね。

例えば、エミッタ抵抗を2.2Ωとすると、　3.76+2.2＝5.96Ω　ですから

　　　5.96÷6　＝ 0.99Ω  　　となります。

だらだらとつまらない計算にお付き合いしていただきました。　お疲れまさでした。　

結果は、１段から２段にすることでエミッタフォロア回路１つあたりの出力インピーダンスは約200Ωから約4Ωへ と 劇的にさがりました。　 やっぱり１段では足りていなかったようです。

　

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ダーリントン構成の出力バッファの場合、次にように呼ぶことが多いです。

■２段ダーリントン

　１段目　　－－＞　　２段目

（ドライバ段）　　（終段）

　

■３段ダーリントン

　１段目　　－－＞　　２段目　　－－＞　　３段目

（プリドライバ段）　（ドライバ段）　　　（終段）