電圧変化が40倍に増えました。これが電圧アンプの「増幅」作用です。変化の幅(変化の幅は「振幅」といいます)が増えるから「増幅」です。英語で振幅はamplitude、増幅することをamplifyと言い、増幅する装置をanlifierと言います。それを略して日本ではアンプと呼びます(増幅器という日本語も使われます)。ところで、この電圧アンプは変化の方向が逆になりますね。いうアンプを反転アンプと言います。入力電位が逆に下がった場合については、もう計算してみなくてもわかるでしょう。出力の電位が40倍上がります。Vに上がったらどうなるでしょうか。Vになってしまいます。Vより下がることはありません。Vより高い電圧も出ません。これを出力が「飽和」すると言います。下の図は電圧ゲイン40倍の電圧アンプに入力する信号の電圧振幅を時間とともに変化させたとき、出力電位がどんな波形になるかを示しています。Vで飽和するとは限りません。kΩ)が小さいともっと小さい振幅で飽和することもあります。上で計差した電圧アンプは入力振幅に対して出力振幅が40倍になりました。この倍率を電圧ゲインと呼びます。上の計算の過程を思い出してください。kΩ)をかけた値でした。負荷抵抗が大きいほど出力の変化が大きくなりますね。このアンプの電圧ゲインは負荷抵抗によって変わるのです。モーターを直接この電圧アンプに接続したらどうなるか考えてみましょう。Ω程度しかありません。Ω(1000分の1)にしたら、電圧ゲインも1000分の1になるでしょう。40/1000=0.4となってしまい、増幅どころか、振幅が減ってしまいます。ちょこまカーでは残り4個のトランジスタで電流アンプを構成することで、電圧アンプとモーターの間をつないでいます。電流アンプは、入力側は高い抵抗値(入力抵抗)を持ち、出力には低い負荷抵抗の部品を接続することができます。Ωのモーターをつなぐことができます。トリマ抵抗器の役割ちょこまカーのトリマ抵抗器は半導体素子(半導体を使った電子部品:具体的にはトランジスタ(TR1とTR4)と光センサー(PS1とPS2))のばらつき(個々の部品の特性の差)を補正するために使われています。Vになるようにできるでしょうか。方程式を立てて計算してみましょう(小学生は結果だけ見てください)。これらの式を使ってそれぞれのトランジスタのベース電流の式を作ります。直流増幅率がそれぞれ200と100なので、コレクタ電流はベース電流の式をそれぞれ200倍と100倍した式になります。Vになるということは2つのトランジスタのコレクタ電流が等しければいいのですから、コレクタ電流の式をイコールで結んだ方程式を解けばRが求まります。kΩを超えたりしていないので、補正が可能なことがわかります。Vになるようにトリマー抵抗器で補正できるか調べましょう。こんどはTR1とTR4の直流増幅率は等しいとします。このときの明暗差信号の電位は、分圧の式を使うと次のように求まります。Vただし答えは有効数字2桁で四捨五入しました。こんどはトランジスタの直流増幅率は等しいので、ベース電流が等しくなるようにトリマ抵抗器を調節すればいいことになります。kΩにすれば補正できることがわかりました。μAになる性質があります。計算の過程は示しませんが、理論上片方の光センサーの抵抗値に対して他方の抵抗値が50%高い場合まで補正できます。実際にはトランジスタの直流増幅率のばらつきと光センサーの抵抗値のばらつきを両方とも補正しなければなりませんから、光センサーの抵抗値の違いは20%以内に抑えるほうがいいでしょう。R5とまとめて解説します。→次へchokomacar.com。