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トランジスタ/FETの線形特性 等価回路の計算有効範囲について M2019J1 21/8/9(月) 23:19
Re:トランジスタ/FETの線形特性 等価回路の計算有効... Joe 21/8/11(水) 19:42
Re:トランジスタ/FETの線形特性 等価回路の計算有効... M2019J1 21/8/14(土) 11:54
Re:トランジスタ/FETの線形特性 等価回路の計算有効... M2019J1 21/9/12(日) 0:35
Re:トランジスタ/FETの線形特性 等価回路の計算有効... M2019J1 21/9/20(月) 14:39 [添付]
Re:トランジスタ/FETの線形特性 等価回路の計算有効... Joe 21/9/21(火) 23:20
Re:トランジスタ/FETの線形特性 等価回路の計算有効... M2019J1 21/9/25(土) 12:11

トランジスタ/FETの線形特性 等価回路の...
 M2019J1  - 21/8/9(月) 23:19 -
トランジスタ,FET, ダイオードは、非線形特性を持つことは書籍上で、言葉による説明はある一方で、hパラメータによる等価回路の(近似)計算モデルでは、電流増幅率 hfe または βを一定の定数値として計算させる演習問題や、資格試験が、線形特性範囲だけの(暗黙のまたは未定義の)仮定になっているように思えます。

現実の回路では、コレクタ電流が増えて飽和状態に近づくと、電流増幅率hfeが下がり、増幅から -> 増幅が起こらない -> 減衰 の電磁的特性があるのに、これまでの電気・電子工学の教育は、点数をとることに目標をおいているために、設計で起こる重要な非線形特性までを考慮していないように感じます。

例として、ナショナルのRJX-601 の3W動作でのマイナス変調現象も、伝説的な非常に長い歴史をもった教育が失敗する実績を作ってきてしまっているように思えます。

等価回路モデルによる近似計算は、そうした非線形特性部分の領域が、計算有効範囲から外れてしまっていることを伝えることは、特にトランジスタの入門書ではたいへん重要と思えるのですが、いかがでしょうか?
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Re:トランジスタ/FETの線形特性 等価回路...
 Joe  - 21/8/11(水) 19:42 -
▼M2019J1さん:
>例として、ナショナルのRJX-601 の3W動作でのマイナス変調現象も、伝説的な非常に長い歴史をもった教育が失敗する実績を作ってきてしまっているように思えます。
 RJX-601とは懐かしいですね。3W動作でのマイナス変調は、AF段のケミコン劣化が原因かもしれませんよ。
 正常品なら下記動画のように出力3WのAMモードでプラス変調が得られます。

BVXLabo:RJX-601 変調改善 【2016/11/17】 (03:40付近)

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Re:トランジスタ/FETの線形特性 等価回路...
 M2019J1  - 21/8/14(土) 11:54 -
▼Joeさん:
>3W動作でのマイナス変調は、AF段のケミコン劣化が原因かもしれませんよ。

AF段のケミコンの劣化していない、当時新品の製品で、3W時にマイナス変調が発生していたので、ケミコン劣化とマイナス変調になる論理的つながりがよくわかりませんでしたが、今、西日本で豪雨災害が発生するかもしれない防災報道があるので、当面の間、カキコを自粛します。

コメントをありがとうございました。
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Re:トランジスタ/FETの線形特性 等価回路...
 M2019J1  - 21/9/12(日) 0:35 -
Joeさん、Editorさん、編集部様

これまでのhパラメータによるトランジスタ等価回路の線形・近似計算法は、電源電圧Vcc=12V, 9V など電源電圧値を固定し、トランジスタの電源をIc = hfe*Ib 電流源で表現するため、コレクタ電圧Vceの変化する動作モデリングが現在でも表現できていません。

このため、コレクタ電圧Vceが変化する”コレクタ変調回路”で発生するIcの飽和領域で、電流増幅率 hfe が低下し、マイナス変調になる現象がこの線形近似計算方法では予測計算できないでいました。
RJX-601はとても古い機種ですが、この問題はずっと放置されてきたように思います。

物理学でも、フックの法則に似たような課題があり、
バネの力 f=k*x で、kを定数とし、xの値域を定めないという悪い慣習が残っていると思います。
このため、ばねを引っ張って伸ばし、x を大きくしていくと、バネがぐにゃりと曲がり元に戻れなくなったり、切れたりします。

このような簡単なものも結構アバウトで、曖昧のままになっている教育慣習があるので、見直したほうが良いと思うのですが、いかがでしょうか。

線形式でなく、二次、三次以上の近似計算モデルの無い状態が、今後の未来も続くのでしょうか?
「電験」という資格試験では、現在でも hパラメータのトランジスタ等価回路が出題されていますが、現実の電子回路設計に必要な計算には、あまりにも非力ではないでしょうか?

演習問題が解け合格点がとれ、資格が合格なら良し、と考えるような教育上の雰囲気があるように感じています。

▼M2019J1さん:
>トランジスタ,FET, ダイオードは、非線形特性を持つことは書籍上で、言葉による説明はある一方で、hパラメータによる等価回路の(近似)計算モデルでは、電流増幅率 hfe または βを一定の定数値として計算させる演習問題や、資格試験が、線形特性範囲だけの(暗黙のまたは未定義の)仮定になっているように思えます。
>
>現実の回路では、コレクタ電流が増えて飽和状態に近づくと、電流増幅率hfeが下がり、増幅から -> 増幅が起こらない -> 減衰 の電磁的特性があるのに、これまでの電気・電子工学の教育は、点数をとることに目標をおいているために、設計で起こる重要な非線形特性までを考慮していないように感じます。
>
>例として、ナショナルのRJX-601 の3W動作でのマイナス変調現象も、伝説的な非常に長い歴史をもった教育が失敗する実績を作ってきてしまっているように思えます。
>
>等価回路モデルによる近似計算は、そうした非線形特性部分の領域が、計算有効範囲から外れてしまっていることを伝えることは、特にトランジスタの入門書ではたいへん重要と思えるのですが、いかがでしょうか?
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Re:トランジスタ/FETの線形特性 等価回路...
 M2019J1  - 21/9/20(月) 14:39 -
ネット掲示板での論理的な詰め作業は、混乱を発生させやすく、
皆黙ってしまうと思い、この書き込みで本件を閉じようと思います。

添付ファイルのトランジスタ・アンプの等価回路計算モデルは、
電源電圧Vccがパラメータにない従来ながらのAC等価回路の考え方で、
・電源は0V、0オームで短絡する。
・増幅される電流は、ベース電流Ib*hfeの電流源とする。

という仮定になっているため、
トランジスタのコレクタ電圧Vceの変化する
乗算動作の近似計算が本質的に不可能な思想になっています。

同じ課題は真空管時代から既ににあったのではないかと推定します。

マイナス変調は、AM送信機を制作実験した方は経験した人も、かなりいると思います。
しかし、その原因を発見するには、従来の線形式による
トランジスタ等価回路では、計算モデルそのものが、
最初からできるはずのない論理だった、
トランジスタの線形式による等価回路計算モデルには
そうした未解決の課題があるが、必ずしも知られていなかった。

非線形の等価回路式のアプローチはとれないものだろうか?

以上にてcloseし、失礼します。
添付画像【984_marutsu-150929-091-03.jpg : 38.8KB】
【984_marutsu-150929-091-03.jpg : 38.8KB】

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Re:トランジスタ/FETの線形特性 等価回路...
 Joe  - 21/9/21(火) 23:20 -
▼M2019J1さん:
> Joeさん、Editorさん、編集部様
 名指しいただいたのにご返信が書き込めてなくてすみません.
 すでにcloseされた後ですが,excuseです.
 その後,RJX-601がマイナス変調を呈する原因をあれこれ考えていましたが,
私は専門家ではないし,書き込みを控えていました(^^;

 正常なRJX-601は前回のレスで引用した動画のように出力3Wの設定でも
プラス変調がかかるものと思います.
 その動画をアップされている方によると,下記リンクのように
経年劣化やユーザーによる誤った調整の結果,
送信RF系が離調しているとマイナス変調を呈するようです.

RJX-601×2台 ご出場!【2018/02/21】
https://jg1bvx.com/archives/30684

 RJX-601のマイナス変調に言及されている下記サイトでは
変調トランスを使ったコレクタ変調や,LM386を使った
直列変調をシミュレーションされています.

AM変調の原理実験
https://ji1nzl-official.blogspot.com/2015/07/am.html

 お申し出の件が,貼り込んでいただいた既存の等価回路モデルではマイナス変調が生じる原因を解析できないというご指摘でしたら,同感でございます.
 では,どんな等価回路ならマイナス変調症状を再現できるかというと,私にはノーアイデアでございます.
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Re:トランジスタ/FETの線形特性 等価回路...
 M2019J1  - 21/9/25(土) 12:11 -
▼Joeさん:

丁寧なるRJX-601の修理事例の情報をありがとうございました。
参考になりました。
トランジスタ等価回路の持つ電子工学上の課題については
このBBSを離れて当方で検討いたします。
ご親切なる情報のご教示とご協力をありがとうございました。

>▼M2019J1さん:
>> Joeさん、Editorさん、編集部様
> 名指しいただいたのにご返信が書き込めてなくてすみません.
> すでにcloseされた後ですが,excuseです.
> その後,RJX-601がマイナス変調を呈する原因をあれこれ考えていましたが,
>私は専門家ではないし,書き込みを控えていました(^^;
>
> 正常なRJX-601は前回のレスで引用した動画のように出力3Wの設定でも
>プラス変調がかかるものと思います.
> その動画をアップされている方によると,下記リンクのように
>経年劣化やユーザーによる誤った調整の結果,
>送信RF系が離調しているとマイナス変調を呈するようです.
>
>RJX-601×2台 ご出場!【2018/02/21】
>https://jg1bvx.com/archives/30684
>
> RJX-601のマイナス変調に言及されている下記サイトでは
>変調トランスを使ったコレクタ変調や,LM386を使った
>直列変調をシミュレーションされています.
>
>AM変調の原理実験
>https://ji1nzl-official.blogspot.com/2015/07/am.html
>
> お申し出の件が,貼り込んでいただいた既存の等価回路モデルではマイナス変調が生じる原因を解析できないというご指摘でしたら,同感でございます.
> では,どんな等価回路ならマイナス変調症状を再現できるかというと,私にはノーアイデアでございます.
引用なし

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