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
プッシュプル回路(トーテムポール出力)とは

プッシュプル回路とは、トランジスタを2つ使って交互に動作させることで増幅、またはスイッチングを行う回路です。 上下に重ねられたトランジスタがそれぞれ電流を流し出す/引き込む動作を行うことが、Push-Pull(押し出す-引き込む)の名前の由来です。 トランジスタが縦積みになってい…

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…

サイリスタの仕組みと使い方

サイリスタとは、ゲートに印加された電流をトリガーとしてアノードからカソード側へ電流を流す半導体素子です。 トランジスタと違い、一度ゲートへ電流が印加されるとゲート電流を遮断してもアノードからカソードへ電流が流れ続けるのが特徴です。 SCR(Silicon Controlled R…

トランジスタの動作点とは?求め方、決め方を解説

トランジスタの動作点とは、ある入力バイアス条件におけるコレクタ-エミッタ間電圧:VCEと、コレクタ電流:ICで決まる点です。 VCE-IC特性と負荷線が交わる点が動作点になります。 本稿では、負荷線を用いた動作点の求め方と、エミッタ接地増幅回路の動作点の決め方について解説していき…

トライアックの動作原理と使い方

トライアックとは、ゲート電圧をトリガーとして順方向・逆方向どちらにも導通させることができる半導体スイッチです。 サイリスタを2つ逆方向に並列接続した構造で、直流だけでなく交流も扱えるようになっています。 ゼネラル・エレクトリック社が開発し、Triode AC Switchを略して…