コレクタ接地回路のソースを表示

[[ファイル:NPN emitter follower.svg|thumb|130px|図1: 基本的なコレクタ接地回路（バイアスの詳細を省略）]]

'''コレクタ接地回路'''または'''コレクタ共通回路'''（[[英語|英]]: '''Common collector'''）とは、[[バイポーラトランジスタ]]を使った基本的な[[増幅回路]]構成の１つであり、電圧利得一定で入力電圧に従って出力電圧が変化する。エミッタが入力電圧に追随（フォロー）することから、'''エミッタフォロワ'''（[[英語|英]]: '''emitter follower'''）とも呼ばれる。[[電界効果トランジスタ]]で構成される同等の増幅回路は[[ドレイン接地回路]]（またはドレイン共通回路）と呼ぶ。

緩衝作用として、インピーダンス変換作用がある。例えば、電圧源が高い[[テブナンの定理|テブナン抵抗]]を伴っているとき、この回路を使えば、小さな抵抗を伴った出力に変換できる。これにより電圧源がより理想的なものとなる。<!-- Conversely, a voltage follower inserted between a small load resistance and a driving stage presents a large load to the driving stage, an advantage in coupling a voltage signal to a small load. -->

図1に示されるように、コレクタは[[電源回路]]（電圧源）に接続され、ベースが入力、エミッタが出力として使われる。PNP型の場合を図2に示す。

== 応用 ==
[[ファイル:PNP emitter follower.svg|thumb|130px|図2: エミッタフォロワ回路のPNP版。全ての極性が反転している。]]

コレクタ接地回路は[[電圧]][[利得 (電気工学)|利得]]がほぼ1（0db）である。

{{Indent|<math>
{A_\mathrm{v}} = {v_\mathrm{out} \over v_\mathrm{in}} \approx 1
</math>}}

従って、入力電圧の微妙な変化が出力にも現れる（トランジスタの性能や負荷抵抗にも依存する）。[[入力インピーダンス]]が高く、前置される回路の負荷とならない<ref>[http://zebu.uoregon.edu/~rayfrey/431/lab3_431.pdf Transistor Circuits and JFETs]</ref>。

{{Indent|<math>
r_\mathrm{in} \approx \beta_0 R_\mathrm{E}
</math>}}

そして、[[内部抵抗|出力インピーダンス]]が低いので、低抵抗の負荷を駆動できる。

{{Indent|<math>
r_\mathrm{out} \approx R_\mathrm{E} \| {R_\mathrm{source} \over \beta_0}
</math>}}

一般に、エミッタ抵抗は非常に大きいので、上記式から除くことができる。

{{Indent|<math>
r_\mathrm{out} \approx {R_\mathrm{source} \over \beta_0}
</math>}}

これにより、出力インピーダンスの大きい信号源が小さい[[負荷インピーダンス]]を駆動できる。すなわち、コレクタ接地回路は電圧緩衝増幅器（バッファアンプ）として機能する。言い換えれば、電圧利得の代わりに電流利得がある（トランジスタの h<sub>FE</sub> に依存する）。入力電流の小さな変化は出力電流の大きな変化となって現れる。

この構成は、スピーカーのような低インピーダンスの負荷を駆動するオーディオアンプなどの[[増幅回路]]の出力段などによく使われる。A級オーディオアンプでは、線形性や効率を改善するために R<sub>E</sub> の代わりに能動的な電流源が使われることもある<ref>[http://sound.westhost.com/project10.htm 20 Watt Class-A Power Amplifier]</ref>。

== 特性 ==
低周波数で単純化した[[ハイブリッドπモデル]]を使うと、下記のような特性が得られる（二重の縦棒は[[直列回路と並列回路#並列回路|並列な部品]]を意味する）。

{| class="wikitable" style="background:white;text-align:left"
!  !! 定義 !! 式 !! 近似式 !! 条件
|-
! [[利得 (電気工学)|電流利得]]
|<math> {A_\mathrm{i}} = {i_\mathrm{out} \over i_\mathrm{in}} </math>
|<math> \beta_0 + 1 \ </math>
|<math> \approx \beta_0 </math>
|<math> \beta_0 \gg 1 </math>
|-
! [[利得 (電気工学)|電圧利得]]
|<math> {A_\mathrm{v}} = {v_\mathrm{out} \over v_\mathrm{in}} </math>
|<math> {g_m R_\mathrm{E} \over g_m R_\mathrm{E} + 1} </math> 
|<math> \approx 1 </math>
|<math> g_m R_\mathrm{E} \gg 1 </math>
|-
! [[入力抵抗]]
|<math> r_\mathrm{in} = \frac{v_{in}}{i_{in}}</math>
|<math> r_\pi + (\beta_0 + 1) R_\mathrm{E}\  </math>
|<math> \approx \beta_0 R_\mathrm{E} </math>
|<math> (g_m R_\mathrm{E} \gg 1) \wedge (\beta_0 \gg 1) </math>
|-
! [[内部抵抗|出力抵抗]]
|<math> r_\mathrm{out} = \frac{v_{out}}{i_{out}}</math>
|<math> R_\mathrm{E} || \left( {r_\pi + R_\mathrm{source} \over \beta_0 + 1} \right) </math>
|<math> \approx {1 \over g_m} + {R_\mathrm{source} \over \beta_0}</math>
|<math> (\beta_0 \gg 1) \wedge (r_\mathrm{in} \gg R_\mathrm{source})</math>
|}

ここで <math>R_\mathrm{source} \ </math> は[[テブナンの定理|テブナン]]等価なソース抵抗である。

==関連項目==
*[[増幅回路]]

== 脚注 ==
{{Reflist}}

==外部リンク==
* [http://people.deas.harvard.edu/~jones/es154/lectures/lecture_3/bjt_amps/bjt_amps.html Basic BJT Amplifier Configurations]
* [http://230nsc1.phy-astr.gsu.edu/hbase/electronic/npncc.html NPN Common Collector Amplifier] — HyperPhysics

{{トランジスタ増幅器}}
{{DEFAULTSORT:これくたせつちかいろ}}
[[Category:アナログ回路]]