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エレ基礎シリーズ[手計算]-[LTspiceでシミュレーション]-[実験]で完全制覇!合点!トランジスタ回路超入門
トランジスタは,電子機器に欠かせない半導体部品の一つです.本書はアナログ信号の増幅回路を「設計法」,「シミュレーション」,「実験による測定」という三つの視点からとらえ,それらを通じて,トランジスタ回路設計の基礎のより深い理解を目指すものです.半導体の基礎や特性から始め,バイポーラ・トランジスタおよびFETの構成と使い方を,基本回路動作から応用回路まで詳細に論じています.
LEDのドライブくらいにしかトランジスタを使ったことがない方,一度学校で電子回路を勉強したけれども,結局よく分からなかった方などを対象に,市販の電子回路の教科書と少し違った視点で,これまでにない実験を交えながら説明しています.トランジスタ回路を基礎の基礎からしっかり学びたい方に最適な1冊です. ※本書は,トランジスタ技術2009年12月号「特集 完全理解! トランジスタ回路」の内容を流用・大幅に拡充したものです. 目次
はじめての人もチャレンジしよう イントロダクション トランジスタってなに? コラム 本書の内容とナビゲーション 第1部 トランジスタの基礎 簡単な回路で増幅作用を体感 第1章 トランジスタの種類と基本動作を理解しよう 1-1 トランジスタの種類 1-2 トランジスタのon/off動作 コラム1-1 トランジスタは入手性のよいものを選ぼう 1-3 トランジスタのon〜off中間の動作 1-4 トランジスタに許容される電力 1-5 放熱器の加工と組み立て 1-6 放熱設計 コラム1-2 三端子レギュレータ 1-7 パワー・トランジスタの放熱設計 1-8 本書の実験方法と測定器 コラム1-3 トランジスタ破壊技術! 1-9 回路シミュレータLTspiceの活用 コラム1-4 2SC1815について 押さえておきたい半導体の特質 第2章 トランジスタのしくみを理解しよう 2-1 復習 半導体材料の知識 2-2 ダイオードのしくみ 2-3 トランジスタのしくみ コラム2-1 静特性の測定 トランジスタの特性とバイアス条件がかぎ 第3章 増幅動作のしくみを理解しよう 3-1 トランジスタのIC-IB特性 3-2 トランジスタのIC-VCE特性 3-3 トランジスタのIC-VCB特性 3-4 IC-VCE特性からバイアスを決める 3-5 OPアンプの助けを借りた増幅回路 3-6 OPアンプ 3-7 電圧-電流変換回路 コラム3-2 ノートンの定理 第2部 バイポーラ・トランジスタによる増幅器 小信号増幅回路の解析と実験 第4章 バイアス回路設計の基本を理解しよう 4-1 最も原始的なバイアス回路「固定バイアス回路」 4-2 固定バイアス回路のバイアス設計例(エミッタ接地) 4-3 固定バイアス回路の実験 4-4 ひずみの要因 4-5 トランジスタとダイオードの近似 コラム4-1 LTspiceのμがうまく表示されない? コラム4-2 高精度抵抗器を作るためのノウハウ 4-6 小信号等価回路 コラム4-3 マクローリン展開とテイラー展開 コラム4-4 トランジスタのダイオード接続 固定バイアス/電圧帰還バイアス/電流帰還バイアス回路の安定性の解析と実験 第5章 実用的なバイアス回路を理解しよう 5-1 バイアス回路の安定性 5-2 固定バイアス回路の安定性 コラム5-1 温度特性の調べ方 5-3 電圧帰還バイアス回路の安定性 5-4 電圧帰還バイアス回路の設計(エミッタ接地) 5-5 電流帰還バイアス回路の安定性 5-6 電流帰還バイアス回路のバイアス設計(エミッタ接地) コラム5-2 知っておきたいテブナンの定理 5-7 究極の電流帰還バイアス回路 コラム5-3 定電流ダイオード(CRD) エミッタ接地,コレクタ接地,ベース接地を使い分けるために 第6章 三つの増幅回路と周波数特性を理解しよう 6-1 エミッタ接地増幅回路 6-2 コレクタ接地増幅回路 6-3 コレクタ接地増幅回路のバイアス設計 6-4 ベース接地増幅回路 コラム6-1 抵抗はkΩ,電流はmAで考えよう+関数電卓を用意しよう 6-5 ベース接地増幅回路のバイアス設計 6-6 CEを取り外したエミッタ接地増幅回路 6-7 CEを取り外したエミッタ接地増幅回路のバイアス設計 6-8 利得-5倍の増幅器の設計例 6-9 増幅器の周波数特性の測定 コラム6-2 デシベル 第3部 FETによる増幅器 特性図を使った設計手順のABC 第7章 接合型FETを理解しよう 7-1 接合型FETの構造と特徴 コラム7-1 トランジスタやダイオードの型番 7-2 接合型FETの静特性 7-3 接合型FETの等価回路 7-4 接合型FETを使ったソース接地増幅回路(固定バイアス) 7-5 接合型FETを使ったソース接地増幅回路(自己バイアス) 7-6 小信号等価回路の利用 コラム7-2 ドレインとソースの違い? 7-7 データシートの特性図を用いる コラム7-3 特性図から数値を読み取る 7-8 より安定性の高い自己バイアス回路 7-9 ソース接地増幅回路の入出力インピーダンス 7-10 ドレイン接地増幅回路 7-11 ゲート接地増幅回路 7-12 周波数特性 スイッチだけなんてもったいない! MOSFETを増幅器に応用 第8章 MOSFETを理解しよう 8-1 MOSFETの構造と特徴 8-2 MOSFETの静特性 8-3 MOSFETの等価回路 8-4 ソース接地増幅回路 8-5 ドレイン接地増幅回路 8-6 ゲート接地増幅回路 第4部 電力増幅と帰還 パワー・アンプへのアプローチ 第9章 A級電力増幅回路を理解しよう 9-1 A級電力増幅回路 コラム9-1 トランス コラム9-2 振幅と出力電力の関係 9-2 A級電力増幅回路の設計 コラム9-3 ひずみ 9-3 ひずみの低減 9-4 ひずみを低減したA級電力増幅回路の設計例 9-5 ライン入力に合わせる コラム9-4 重ね合わせの理 9-6 エミッタ接地増幅回路によるスピーカの駆動(失敗例) 9-7 RCをどの程度にするべきか 9-8 MOSFETを使うには? 電力効率を改善 第10章 プッシュプル電力増幅回路を理解しよう 10-1 トランス結合A級プッシュプル電力増幅回路 10-2 ひずみを低減したトランス結合A級プッシュプル電力増幅回路の設計方法 10-3 ひずみを低減したトランス結合A級プッシュプル電力増幅回路の設計 10-4 ライン信号でフルスイングする 10-5 トランス結合B級プッシュプル電力増幅回路 コラム10-1 ○○級 10-6 トランス結合B級プッシュプル電力増幅回路の設計 コラム10-2 プッシュプル電力増幅回路の負荷線 10-7 ライン信号でフルスイングする 増幅器の広帯域化のかぎ 第11章 帰還増幅回路を理解しよう 11-1 帰還 11-2 B級電力増幅回路に負帰還をかける 11-3 ボード線図と位相補償 11-4 利得の調整 コラム11-1 オシロスコープを使った位相余裕の測定 11-5 直流バイアスに対する安定性の改善 11-6 出力インピーダンス 本格的なパワー・アンプ 第12章 OTL電力増幅回路を理解しよう 12-1 バイポーラ・トランジスタによるOTL電力増幅回路 12-2 ダーリントン接続 12-3 電圧源回路 12-4 バイポーラ・トランジスタによるOTL回路の設計 12-5 差動増幅回路 12-6 差動増幅回路を使ったOTL回路の設計 コラム12-1 スルーレート 周波数特性に影響する Appendix A バイパス・コンデンサの容量決定指針 A-1 インピーダンスと伝達特性 A-2 a+jbと1/(c+jd) A-3 エミッタ接地増幅回路の周波数特性 A-4 ソース接地増幅回路の周波数特性 コラムA-1 カスコード増幅回路 トランジスタの特性比較 Appendix B 2SC1815の代替部品は何がよいか B-1 2SC1815の代替部品を選ぶ際に検討する点 B-2 特性の比較 関連商品
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