「ひずみの小さい電流ブースタ・アンプはどっち？」のWebページの最後のほうにあるLTspice040.zipをダウンロードします。解凍して出てきたファイルから、current_Boost_A.ascをクリックしてLTspiceを立ち上げます。

　負荷抵抗RLの上にマウスをもっていき、右クリックし、出てくるパネル内で10から10kへ変更します。人の形をしたアイコンをクリックして実行します。プローブをOutへ持っていきマウスのボタンを押すと、次のグラフが得られます。

　電圧源は正弦波50mVの5kHz、非反転増幅回路で10倍に増幅しているので、500mVの出力が得られています。コレクタの電流が見たいので、エミッタ側に10Ωを入れ、抵抗の上にプローブをもっていって電流を表示します。

　　-835uAから-910uAの電流が流れています。波形は正弦波の形状をしています。

　次の増幅度を上げます。R1を18kから100kに変更します。増幅度は約50倍です。

　電流の波形がひずんでいます。R1を200kに変更します。

　電流の波形はさらにひずんでいます。出力電圧は5Vなので、100倍正しく増幅されています。

●負荷抵抗を小さくする

　負荷抵抗RLを10kから50Ωに変更します。R2は18kに戻し、増幅度は10倍です。

　電流は入力電圧が正のときだけ流れ、0～11mAです。前回の電流ブースタ回路では2SC1815L-GRを使いました。絶対最大電流Icは150mAです。直流のときの値なので、パルスではもっと流せますが、その値はデータシートに書かれていません。

　R1=100kに変更し、増幅度を50倍にします。

　電流は0～50mAと増えました。R1を200kに変更し、増幅度を100倍にします。

　電流は0～100mAになりました。少しピークでクリップしています。負荷抵抗RLを10Ωにします。

　R=10Ω、E=2.2Vなので、電流ブースタの電流は220mAです。シミュレーションの値も220mAでクリップしています。長時間通電すると、小信号用トランジスタは熱暴走して壊れるかもしれません。

　以上の実験から、

• 増幅度を上げると、コレクタ電流は増える
• 負荷抵抗を下げるとコレクタ電流は増える

　どうしても100倍の増幅器が作りたいので、RLを70Ωにしました。すると、電流はクリップしていません。取り出せる電流は70mAです。NJM4580DD単体でも約60mA取り出せたので、電流ブースタ回路はほとんど役に立っていないかもしれません。ただ、IC自体から大きな電流を取り出したときに発熱するので、ほかの特性や寿命に影響が出るかもしれません。

●R3とR4の抵抗値

　トランジスタのバイアスはダイオードを入れているので約0.6Vです。抵抗値を変化させると何が変わるのでしょうか。上記の最後の回路で、R3=R4を100Ωにします。

　正常な増幅ができていません。R3=R4を1kΩにします。

　正常な動作に見えます。

• R3=R4を2kΩにするとR3の電流が15mAから3mA
• R3=R4を3kΩにするとR3の電流が2.5mA
• R3=R4を4kΩにするとR3の電流が1.6mA

になり、次のように出力波形がクリップしました。抵抗値をさらに上げると、クリップの度合いはひどくなります。

　抵抗R3の電流は小信号用のダイオードに電流が、トランジスタのベースに電流が流れます。シミュレーションのグラフから実際の電圧と電流を読み取ります。