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JFET アンプと周波数応答解析

この例では、N チャネル JFET に基づくオーディオ アンプ回路を示します。目標操作点は Vds = 5 V、Id = 2 mA、Vgs = -2 V とします。メーカーのデータシートでは、順伝達コンダクタンスと出力コンダクタンスの値をそれぞれ 3 mS、50 uS としています。これらの値を使用して、N-Channel JFET ブロックのマスクが入力されます。

バイアス抵抗器の値は次のように計算されます。

抵抗器 R1 は、実質的にゲートを接地につないでいます。そのため、抵抗器 R3 の電圧は -Vgs で、2 V でなければなりません。したがって、R3 = -Vgs / Id = 2 / 2e-3 = 1 KΩ になります。

R3、JFET のドレイン-ソース接続、および R2 にかかる合計電圧は 15 V でなければなりません。したがって、R2 にかかる電圧は Vds = 5 V の場合に 8 V となり、R2 = 8 / 2e-3 = 4 KΩ になります。

C3 は、対象となる最も低い周波数 (20 Hz) では実質的に短絡となるくらい大きな値でなければなりません。C4 は、中帯域ゲインと比較したゲインの損失が約 6 dB になるように選択します。

Simulink® Control Design™ をお持ちの場合は、周波数応答をプロットするために、モデル JFETFrequencyResponse を開きます。[アプリ] タブの [制御システム] で、[モデル線形化器] をクリックします。モデル線形化器の [線形解析] タブの [線形化] セクションで、[ボード線図] をクリックします。Simulink ラインを右クリックし、[線形化のポイント] を選択することで、このモデルの線形化のポイントを定義します。

モデル

Simscape ログからのシミュレーション結果

以下のプロットは、アンプ回路の電圧を示しています。上のプロットはアンプのゲインを示し、下のプロットは、JFET が目的の操作点付近でテストされていることを示します。

周波数応答

リアルタイム シミュレーションの結果

この例は、Intel® 3.5 GHz i7 マルチコア CPU を搭載した Speedgoat Performance リアルタイム ターゲット マシンでテストされました。このモデルは、150 マイクロ秒のステップ サイズでリアル タイム実行できます。