エミッタホロワ回路について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。
図2は、エミッタホロワ回路の交流等価回路である。ここで、\(h_{ie}=2.5\text{k}\Omega\), \(h_{fe}=300\) であり、\(R_{E}\) は小問(a)で求めた値とする。入力インピーダンスの値 \([\text{k}\Omega]\) として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
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要点
正解は(1)。エミッタホロワ単体の入力インピーダンスは非常に大きくなりますが、実際の入力端子からは \(R_1\parallel R_2=2\text{k}\Omega\) が並列に見えます。したがって全体の入力インピーダンスは約 2k\(\Omega\) となり、(1) が正しいです。
詳細解説
この問題では、トランジスタ単体の入力インピーダンスと、入力端子から見える全体の入力インピーダンスを区別することがポイントです。
エミッタホロワのベース側から見た入力インピーダンスは、
\[
Z_{tr}=h_{ie}+(1+h_{fe})R_E
\]
で近似できる。ここに \(h_{ie}=2.5\text{k}\Omega\), \(h_{fe}=300\), \(R_E \approx 2.65\text{k}\Omega\) を代入すると、
\[
Z_{tr}=2.5+(1+300)\times 2.65
\approx 800\text{k}\Omega
\]
となり、トランジスタ単体としては非常に大きい。
一方、入力端子からはバイアス抵抗 \(R_1\) と \(R_2\) も交流的には接地側に見えるので、
\[
R_B = R_1 \parallel R_2
= 3\text{k}\Omega \parallel 6\text{k}\Omega
= 2\text{k}\Omega
\]
となる。全体の入力インピーダンスは
\[
Z_{in}=Z_{tr}\parallel R_B
\]
であり、\(Z_{tr}\) が \(R_B\) より十分大きいから、
\[
Z_{in}\approx 2\text{k}\Omega
\]
となる。よって、(b) は (1) である。
