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アナログ・マスタ・シリーズ 【シリーズ一覧へ】

シミュレーションと実験で学ぶアナログ回路の構築技法

トランジスタの料理法

柴田 肇 著
B5変型判 272ページ
CD-ROM付き
定価3,024円(税込)
JAN9784789841719

2007年5月15日発行

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■第1章(345K)

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 接合型バイポーラ・トランジスタ(Bipolar Junction Transistor;BJT)は,極めて美しい基本的性質をもっており,それらをうまく組み合わせることによって高性能な電子回路やICを設計することができます.
 本書ではまず,単体のトランジスタのふるまいから増幅のメカニズム,電流/電圧の扱い方を理解します.さらに,代表的なアナログICであるOPアンプの内部回路をトランジスタ・レベルで解析し,乗算回路,A-Dコンバータ,非線形回路の構成方法をマスタすることを目指します.掲載しているトランジスタ回路については,電子回路シミュレータPSpiceとSIMetrixで利用できるデータ・ファイルを付属CD-ROMに収録してありますので,回路やパラメータを変更してさらなる解析に役立てることができます.
 *本書は「トランジスタ技術」誌に2003年10月号から2005年1月号まで連載された「トランジスタ Cooking!」を元にして,大幅に加筆,修正を行ったものです.


目次

第1章 トランジスタによる増幅のメカニズム
 1-1 素材を生かす
 1-2 トランジスタのあらまし
 1-3 ダイオードのふるまいを理解する
 1-4 トランジスタの基本動作
 1-5 トランジスタを使った初めての増幅
 1-6 トランジスタが増幅するメカニズム

第2章 トランジスタで上手に増幅する方法
 2-1 トランジスタを詳しく調べる
 2-2 ダイオードから考えるトランジスタの動作
 2-3 トランジスタの等価回路を考えてみよう
 2-4 トランジスタの弱点を知る
 2-5 トランジスタで上手に増幅する方法
 2-6 弱点を克服するための差動増幅回路
 Appendix A 半導体物理から見たバイポーラ・トランジスタの動作

第3章 電流源をトランジスタで作る
 3-1 電圧源と比較しながら電流源の性質を知る
 3-2 トランジスタ1個で作る電流源
 3-3 電流源の差動増幅回路への応用
 3-4 電流源の出力インピーダンスをさらに上げるテクニック

第4章 電流をコピーするカレント・ミラー回路
 4-1 基本カレント・ミラー回路
 4-2 いろいろなカレント・ミラー回路
 4-3 電流複製時の誤差
 4-4 トリッキーなカレント・ミラー回路
 4-5 カレント・ミラーの応用:D-Aコンバータ

第5章 電圧をコピーするエミッタ・フォロワ回路
 5-1 電圧をコピーする
 5-2 トランジスタで電圧をコピーする
 5-3 エミッタ・フォロワの応用回路

第6章 OPアンプの基礎と負帰還のしくみ
 6-1 OPアンプのあらまし
 6-2 OPアンプを知るための第一歩…負帰還の働き
 6-3 OPアンプのゲインと負帰還後の回路の性能
 6-4 交流信号に対するOPアンプの応答
 6-5 負帰還後の性能はループ・ゲインで決まる

第7章 トランジスタで作るOPアンプ:基礎編
 7-1 トランジスタ1個のOPアンプ
 7-2 差動対と抵抗負荷によるOPアンプ
 7-3 差動対とカレント・ミラー負荷によるOPアンプ
 7-4 差動対とカレント・ミラーとエミッタ接地回路によるOPアンプ
 7-5 差動対とカレント・ミラーとエミッタ接地回路と電圧バッファによるOPアンプ
 7-6 スリューレート

第8章 トランジスタで作るOPアンプ:応用編
 8-1 フォールデッド・カスコード型OPアンプ
 8-2 フォールデッド・カスコードとカスコード・ブートストラップによるOPアンプ
 8-3 カレント・ミラー型のOPアンプ
 8-4 高スリューレートのOPアンプ
 8-5 バッファとカレント・ミラーによる電流帰還型OPアンプ

第9章 掛け算を処理する乗算回路
 9-1 対数変換による乗算回路
 9-2 差動増幅回路による乗算回路
 9-3 ギルバート・ゲイン・セル
 9-4 ギルバート乗算器

第10章 フラッシュ型A-Dコンバータを作る
 10-1 クロックト・コンパレータ
 10-2 正帰還増幅回路の設計
 10-3 クロックト・コンパレータを完成させる
 10-4 シミュレーションで動作を確認

第11章 ΔΣ型A-Dコンバータを作る
 11-1 ループ・ゲインは歪みやノイズを小さくする
 11-2 ローパスΔΣ型A-Dコンバータ
 11-3 ローパスΔΣ型A-Dコンバータのトランジスタ化
 11-4 バンドパスΔΣ型A-Dコンバータ

第12章 トランスリニア原理を応用する
 12-1 トランスリニア原理とは
 12-2 基本的な関数の合成
 12-3 複数のトランスリニア・ループがある場合の解析方法
 12-4 ベクトルの振幅を計算する回路
 12-5 ループ内に並列接続のトランジスタがある場合の解析方法
 12-6 絶対値回路
 12-7 2象限2乗回路
 12-8 三角関数生成回路

第13章 オシロスコープに文字を描く回路を作る
 13-1 オシロスコープに文字“Q”を描く
 13-2 三角波を滑らかな信号に変換するトランジスタ回路
 13-3 文字“Q”の生成回路を作る
 13-4 実際の回路
 13-5 試作と動作の確認

第14章 負帰還を正しくかけるための基礎知識
 14-1 ガス湯沸かし器で不安定な帰還を体験
 14-2 OPアンプになりきって不安定を体験する
 14-3 負帰還増幅器が発振する条件
 14-4 ボーデ線図の描きかたと活用法
 14-5 トランジスタ増幅回路の安定性
 14-6 安定の度合いはループ・ゲインの周波数特性からわかる
 14-7 OPアンプの安定性の検討
 14-8 位相補償法
 Appendix B ミラー補償の原理と極分離
 Appendix C ループ・ゲインを正確に解析する方法
 Appendix D 修正節点解析法



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