C級アンプの回路図と動作

C級アンプ

C級アンプとは、トランジスタを入力信号の半周期以下のサイクルで導通させる方式です。
そのため歪みが大きくなりますが、効率が良く、理論上の最大効率は90%に達します。
歪みが大きいためオーディオでは使われず、高周波回路で使用されます。

A級、B級、C級、D級アンプの違い

C級アンプの動作原理

C級アンプでは、入力電圧がトランジスタの導通-非導通領域を跨ぐような状態で使用します。

C級アンプの動作原理

そのため、入力波形の半分以上は出力に反映されず、また出力波形はパルス状で歪みの大きい波形となります。

C級アンプの回路図

C級アンプ回路図

入力のバイアス電圧は0.5Vで、上半分のサイクルのみトランジスタが導通します。
コレクタ側にはLC共振回路(同調回路)を持ち、出力されたパルス状の波形から不要な周波数成分を取り除き、サイン波だけを抽出します。

C級アンプの動作波形

前出の回路でシミュレーションを行なった結果です。

C級アンプの動作波形

コレクタ電流はパルス状になっていますが、出力はサイン波となっています。
このように同調回路によって出力がサイン波になっている動作モードを調整モードと呼びます。

下図のように同調回路が無かったり、適切な値に調整されていない場合は出力電圧がパルス状になります。
このモードを非調整モードと呼びます。

C級アンプ 非調整モード
C級アンプ非調整モード時の動作波形

この記事のキーワード

関連記事
電流帰還バイアス回路の原理と設計計算の方法

電流帰還バイアス回路とは、エミッタ抵抗によって負帰還(フィードバック)を構成し、ベース電流(バイアス電流)を制御することができる増幅回路です。 エミッタ接地回路と比べ電圧利得は下がるが、周波数特性、ノイズ、歪みが改善し、温度変化によるばらつきも抑えられます。 エミッタ接地回路の特…

A級増幅回路(A級アンプ)の動作原理

A級増幅回路とは、オペアンプなどの増幅回路に使われる出力段回路の1つの形式で、入力に対し出力がリニアに変化します。 歪が少ない出力が得られますが、効率が悪いため発熱が大きくなるというデメリットがあります。 この方式を使ったオーディオアンプは、A級アンプ、クラスAアンプと呼ばれます…

負性抵抗の原理と回路例

負性抵抗とは、マイナスの抵抗値を持った素子、または回路で、印加する電圧が大きくなると電流が減少するという特性を持っています。 負性抵抗となる素子としては、トンネルダイオードやサイリスタがありますが、本稿ではオペアンプやトランジスタを使った能動的な回路の動作や用途について解説してい…

能動負荷(アクティブ・ロード)とは?回路と特性について解…

能動負荷とは、電流が一定である非線形抵抗回路で、能動素子(トランジスタ)を使って構成されます。 アクティブ・ロードとも呼ばれます。 抵抗のような受動素子(パッシブ・ロード)との大きな違いは、インピーダンスが非常に大きい(理想的には無限大)であることです。 代表的な回路例としては定…

接地回路の種類と特徴の比較

接地回路とは、トランジスタの3つの端子のうちのどれかを共通端子として使う増幅回路です。 共通端子として使う端子によって回路名が決まります。 バイポーラトランジスタの場合は、 エミッタ接地 コレクタ接地 ベース接地 の3種類があり、MOSFETの場合も同様に ソース接地 ドレイン接…