高等学校工業 電子回路/負帰還増幅回路

負帰還増幅回路

図のように、出力の一部を、入力にもどすことを、帰還（きかん、feedback）とか、「帰還をかける」とかいう。

帰還した信号が入力信号と逆相の場合を負帰還（ふ きかん、negative feedback）という。つまり、入力が VーV_f になるものを負帰還という。

帰還した信号が入力信号と同相の場合を正帰還（せい きかん、positive feedback）という。つまり、入力が V＋V_f になるものを正帰還という。

負帰還の用途は、増幅回路を安定させるために用いられる。温度などにより特性が変化して増幅率が増幅しても、負帰還がかかってるので、いくらかは打ち消しあうという仕組みである。

いっぽう、正帰還は、発振回路（はっしん かいろ）に用いる（のちの単元で後述する）。

さて、帰還率 β を、つぎのように、帰還電圧 vf と出力電圧 vo との比で定義する。${\displaystyle \beta =\frac{v_f}{v_o}}$

さて、帰還回路がない場合の増幅率を A₀ としよう。

帰還回路がある場合の増幅率Aは、定義は${\displaystyle A=\frac{v_o}{v_i}}$

である。

さて、(viーvf) が増幅率 A₀ で増幅されて vo になるわけだから、 それを式で表せば、${\displaystyle A_0(v_i-v_f)=v_o}$

　　（1）

である。 v_fは ${\displaystyle \beta =\frac{v_f}{v_o}}$ により、 ${\displaystyle v_f=\beta v_o}$ なので、それを(1)式に代入すれば、${\displaystyle A_0(v_i-\beta v_o)=v_o}$

　　

展開して、${\displaystyle A_0{v}_i-A_0\beta v_o=v_o}$

　　

となり、vo どうしをまとめるために移項して、${\displaystyle A_0{v}_i=v_o+A_0\beta v_o}$

　

となり、同類項として vo どうしでまとめて、${\displaystyle A_0{v}_i=(1+A_0\beta )v_o}$

　${\displaystyle \frac{v_o}{v_i}=\frac{A_0}{1+A_0\beta }}$

　　（2）

帰還回路のある場合の増幅率 A_f は、つまり${\displaystyle \frac{v_o}{v_i}}$　なので、（2）式より、${\displaystyle A_f=\frac{v_o}{v_i}=\frac{A_0}{1+\beta A_0}}$

これで、負帰還のある場合の増幅率 A_f が求まった。

エミッタ接地の負帰還回路

単元『高等学校工業 電子回路/増幅回路の基礎』に紹介された「バイパスコンデンサのある回路」から、バイパスコンデンサを取り除いただけの右のような回路でも、負帰還の回路になる。