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トランジスタ技術SPECIAL for フレッシャーズ

LCR&トランス活用 成功のかぎ(SP No.114)

受動部品の基礎知識と定番回路での使用法

トランジスタ技術SPECIAL編集部 編
B5判 144ページ
定価1,944円(税込)
JAN9784789849142

2011年4月1日発行

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 本書では,抵抗,コンデンサ,コイルなどの受動部品を中心にその電気的特性や物理的特徴について考察した後,それらの部品が回路においてどのような役割を果たし,より高度な回路性能を引き出すために払うべき注意事項について,具体的事例に基づき詳細に解説しています.
 また,本書は近年一般的に使われている表面実装用チップ部品を中心に解説しており,現場で実践的に役立つことと思います.最良の部品選択により回路の要求性能を引き出すためのノウハウが詰まっています.
 本書はトランジスタ技術2008年6月号〜2009年6月号の13回にわたり連載された「電子部品活用★成功のカギ」(長友光広 著)の修正・再録部分に大幅に加筆してまとめられたものです.


目次

◆基礎編

第1章 L,C,R活用の基本をマスタして使いこなす
 理想的なLCR
1-1 回路の基礎をかためるにはまずここから.廻り道が結局近道
 なぜLCRか?
1-2 抵抗は[Ω]オーム,コンデンサは[F]ファラド,コイルは[H]ヘンリー
 単位と回路図記号の由来
1-3 それぞれの素子に直流や交流を流してみる
 L, C, Rの抵抗とリアクタンス
1-4 純抵抗とリアクタンスを複素数でまとめて考える
 L, C, Rをまとめて扱うインピーダンス
1-5 大きさと位相角を用いた計算方法を覚えよう
 いろいろな合成インピーダンスの求め方

第2章 受動素子で構成される基本回路(1)
 CRで構成される基本回路
2-1 電流-電圧変換,分圧,分流は基本中の基本なので確認しておこう
 抵抗素子だけで構成される回路
2-2 CRで作る微分回路と積分回路を学ぼう
 抵抗素子とコンデンサで構成される回路
2-3 CRを使った1次フィルタと2次フィルタを理解しよう
 伝達関数とフィルタ回路
コラム 多くの半導体素子は電流値によって特性が決まる
 ネットワーク抵抗器
 デシベルについて

第3章 受動素子で構成される基本回路(2)
 LCRで構成される 基本回路と素子値の標準数
3-1 各種フィルタの構成方法を学ぼう
 LCRで構成される回路
3-2 数値のステップ分布と誤差の関係を理解して設計に役立てよう
 受動素子の標準数

第4章 現実の抵抗素子の特性を理解しよう
 固定抵抗素子の定格と種類
4-1 定格電力以外にも抵抗値の範囲や許容差,温度係数,最高使用電圧にも注意
 抵抗素子の定格
4-2 材質と形状によってさまざまな特徴があるので,しっかりと把握しておこう
 いろいろな固定抵抗素子

第5章 高精度なポテンショメータは位置測定用センサとして使われている
 可変抵抗素子とセンサ
5-1 モータ付きやスライド式,スイッチ付き,2連式なども用途によって使われる
 市販の可変抵抗素子
5-2 固定抵抗素子の特性に加えて,最大減衰量が加わる,さまざまな抵抗変化特性カーブが決められている
 可変抵抗素子の電気的特性
5-3 全回転角度や回転トルク以外にも回転止め強度や軸押引強度など用途によって重要な機械的特性もある
 可変抵抗素子の機械的特性
5-4 負荷インピーダンスを十分に大きくとること,またオープン故障に配慮した設計が必要
 可変抵抗素子を使用する際の注意点
5-5 基板上で回路の調整に使われるが,動作寿命が少ないことに注意
 半固定抵抗素子
5-6 サーミスタやストレイン・ゲージなど
 抵抗変化を利用したセンサ
コラム ダイヤル型可変抵抗器
 熱結合について
 電子ボリュームIC

第6章 現実のコンデンサ素子の特性を理解しよう(1)
 固定コンデンサの定格と種類
6-1 温度範囲や耐圧に注意.耐圧は意外と低いものがある
 コンデンサのしくみと定格

第7章 現実のコンデンサ素子の特性を理解しよう(2)
 いろいろな固定コンデンサ
7-1 表面実装基板のバイパス・コンデンサとして非常に多く使われている.標準品のサイズや容量値精度について確認しておこう
 チップ・セラミック・コンデンサ
7-2 設計に役立つ部品を覚えておこう
 チップ・セラミック・コンデンサのバリエーション
7-3 容量値の精度や耐圧が必要なときに使われる
 チップ・フィルム・コンデンサとチップ・マイカ・コンデンサ
7-4 極性があり,形状が大きい,ESRが比較的大きい,寿命があるなど特徴と使い方は通常のアルミ電解コンデンサと同じ
 チップ・アルミ電解コンデンサ
7-5 大きいアルミ電解コンデンサは実装に工夫が必要な場合もある
 リード型,ねじ端子型のアルミ電解コンデンサ
7-6 低ESRで電源回路に使うと有効
 導電性高分子固体電解コンデンサ
7-7 きわめて大きな静電容量をもちメモリなどのバックアップにも使われている
 電気二重層コンデンサ
コラム スパーク・キラー

第8章 静電容量変化を利用した素子の特性と応用例
 可変コンデンサ素子とセンサ
8-1 アナログの同調回路や可変フィルタに用いられている
 可変コンデンサ素子が使用される回路
8-2 静電容量の可変範囲や耐電圧,温度係数に注意が必要
 可変コンデンサ素子の定格
8-3 セラミック・トリマ・コンデンサとバリキャップ・ダイオードがよく使われている
 市販の可変コンデンサ素子
8-4 コンデンサ・マイクが身近に多く使用されている
 容量変化を利用したセンサ
コラム リード線で一桁低い容量のトリマ・コンデンサを作る

第9章 定格,形状,種類と用途
 インダクタの定格と種類
9-1 理想のインダクタは存在しない.希望の特性に近いものを選択する
 選ぶときに知っておきたいいろいろな定格
9-2 リード・タイプだけでなく積層チップ・インダクタもある.定格と形状に注意して選ぶ
 インダクタ素子の種類と特徴

第10章 設計手法を学び,必要があれば製作する
 大型チョーク・コイルとトランス
10-1 整流回路におけるチョーク・コイルの使われ方について調べてみよう
 大型チョーク・コイルの種類と動作
10-2 PQコアを用いた設計事例,巻き数やギャップ長の決め方の手順を学ぶ
 チョーク・コイルの設計手法
10-3 トランスの仕組みと使用上の注意を再確認しよう
 トランスの種類と動作
10-4 小信号からオーディオのパワー・アンプ用までさまざまなトランスを見る
 市販のトランス
10-5 DC-DC コンバータのしくみと使用トランス設計を行うときのテクニック
 DC-DCコンバータ用トランスの設計手法
コラム 大型のフェライト・コア

◆実践編

第11章 抵抗素子を使ううえでの基本的なノウハウを具体的回路で検証
 抵抗素子の定番活用法
11-1 周波数の高い領域でのオープン・ループ・ゲインの減少や抵抗値精度がゲイン精度に与える影響.定格の注意など
 OPアンプ増幅回路のゲイン決定
11-2 トランスコンダクタンス・アンプの設計と抵抗部品の選択
 OPアンプを使用した電流源
11-3 エミッタ・バイパス・コンデンサがゲインに影響する
 トランジスタ・アンプのゲイン決定

第12章 使い慣れた抵抗素子の特性を見直そう
 抵抗素子活用のかぎ
12-1 並列容量と直列インダクタンスの影響を調べる
 抵抗素子に寄生するCとL
12-2 電流雑音は場合によって非常に大きいことがあるので注意
 抵抗素子の電流雑音

第13章 インピーダンスや周波数特性に注意して活用しよう
 コンデンサ素子の定番活用法
13-1 エミッタのバイパス・コンデンサが回路動作に与える影響について詳しく調べよう
 トランジスタ・アンプのバイパス・コンデンサ
13-2 カットオフ点における共振のQをコントロールする
 トランスインピーダンス・アンプのピーキング抑制
13-3 CとRでもQをコントロールすることができる
 OPアンプを用いた2次アクティブ・フィルタ
13-4 広帯域特性に有利なトランジスタ回路を使って設計しよう
 トランジスタを用いた2次アクティブ・フィルタ
13-5 NFBと位相補償について理解しよう
 帰還増幅器の位相補償
コラム トランジスタのhパラメータ

第14章 ESL,ESR,電圧依存性,再起電圧を理解する
 コンデンサ素子活用のかぎ
14-1 よく使われるセラミック・コンデンサのESLとESRを評価する実験
 コンデンサ素子のESLとESR
14-2 回路のひずみ率を悪化させることがあるので注意
 セラミック・コンデンサの静電容量電圧依存性
14-3 周辺素子を破壊することもあるので注意
 電解コンデンサの再起電圧
コラム 配線インダクタンスは,おおよそ4nH/cm@mm

第15章 高周波回路では受動インダクタ素子もよく使われる
 インダクタ素子の定番活用法
15-1 LC共振回路の温度補償はコンデンサ素子で行う
 単同調トランジスタ・アンプとタンク回路
15-2 コルピッツ,ハートレー,クラップ,ウィーン・ブリッジの各回路の特徴と回路部品構成
 いろいろな発振回路
15-3 インダクタ素子の効果的な使用法を検討する
 電源ノイズ・フィルタ
コラム 信号線用のフェライト・ビーズ

Appendix
 コイルやフェライト・ビーズの特性を実験で理解
 インダクタの寄生容量と配置の影響



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