RADIO KITS IN JA　

audio系のアンプは　入力信号（電圧変化）をもらって、増幅させて出力する。　その時の供給エネルギーに対しての出口エネルギーが、効率（能率）として表現させる。　音に変換する際の効率はsp特性に依存するが、半導体sepp総合効率としては10%から15%くらい。　ぺるけ氏のsiteで公開されている電流、電圧、出口8オームでの電圧をさらっと計算すると　sepp タイプで20%は超えない。

アレキサンダー氏(PMI社員）はCFAで有名である。その元回路は、OP AMPの消費電流2mA.  それにQ1で制限かけるのでOP AMPからの出力がない動作点に合わせるトリマーVRがある。

[ALX-03はIV変換器動作が、中動作から開始」　なのでアレキサンダー氏の回路とは思想が違う。コンプレッサー動作に該当する。

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AIから

差動対の場合

完全に理想的な条件を仮定すると

• 入力差電圧が 0
• 2つのトランジスタの特性が完全に一致
• 温度も完全に同一

という状態なら、理想的には片側に電流が寄らず、ちょうど半分ずつ流れます。

しかし現実には、差動対は常に次の要因で「どちらかに寄る方向の力」が働きます。

• Vbe のわずかな不一致
• β の違い
• 温度差
• 入力オフセット電圧
• 抵抗値や配線のばらつき

そのため、たとえ信号が 0 でも、テール電流 Itail は「きっちり半分ずつ」にはならず、
ごくわずかにどちらか一方に寄るのが普通です。

カレントミラー負荷の差動では

片側のコレクタ電流をミラーでコピーして、もう一方に引き込む
そのコピー電流も、元の側の電流に応じて変化する

ので、単純な「抵抗負荷差動」と比べると挙動は少し違いますが、

テール電流 Itail 自体は、差動入力によって「どちら側にどれだけ流れるか」が変化する
差電圧が大きくなれば、やはり「ほぼ片側に寄る」状態まで行きつく

という意味では、“片側に電流が寄る現象そのものは、ミラー構成でも確実に存在する”と考えて差し支えないです。

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差動対の基本式（指数関数モデル）

エミッタ共通でテール電流を Itail とし、左右のコレクタ電流を I1, I2、ベース間の差電圧を ΔV = Vb1 − Vb2 とします。
シリコンBJTで、温度電圧を Vt（約 26mV＠室温）とすると、よく使われる近似は:
電流の分配

I1 = Itail · 1 / [1 + exp(−ΔV / Vt)]
I2 = Itail · 1 / [1 + exp(+ΔV / Vt)]

同じことをハイパボリック関数で書くと

I1 = Itail · ½ · [1 + tanh(ΔV / (2Vt))]
I2 = Itail · ½ · [1 − tanh(ΔV / (2Vt))]

ここから読み取れること

ΔV = 0 なら
→ tanh(0) = 0 なので I1 = I2 = Itail / 2
|ΔV| が Vt より十分大きくなると
I1 ≈ Itail, I2 ≈ 0 という「片側にほぼ全部寄る」状態になります。

つまり、

理想モデルでも、「差電圧が大きくなれば片側に電流が寄り切る」ことが数式で明示されている

• 「実用上ほぼ片側」
  → 差電圧が、およそ ±100mV 以上
• 「完全に片側だけと見なしてよいレベル」
  → ±150mV 以上

というくらいを目安にしておくと、直感と数式がだいたい一致します。

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テール電流5mA時、差電圧30mVであれば、

• 片側のトランジスタ：
  約 0.76 × 5mA ≒ 3.8mA
• もう片側のトランジスタ：
  約 0.24 × 5mA ≒ 1.2mA

本当？？　との思い。

この考えでいくと差電圧が1Vになるように信号を受けると片側は　お仕事してない。差動対が片側負荷であれば2個のデバイスを揃える根拠は薄いね。

• 差電圧 1V は、熱電圧 26mV の約 40倍近いオーダーなので、理論式上は tanh がほぼ 1 になります。
• テール電流 Itail は、ほぼ完全に片側のトランジスタに流れ、もう片側はほぼカットオフです。
• 差動対として見れば「片側オン・片側オフ」の状態なので、実質スイッチング動作とみなしてよいです。

最大動作電流を見越した回路にする場合、能動デバイスが消費してくれないとややこしくなる

という感覚をベースにまとめると、IV変換器設計としては次の優先順位になります。

1. まずは
   「想定する信号領域のほとんどを、能動デバイスが CLASS A 的に食べる」ように
   アイドル電流やテール定電流を決める。
2. それでも「信号ゼロ付近やオフセットでどうしても余る分」については、
   差動や VAS のテール側・負荷側に
   「常時数％〜数十％を捨てるための逃がし経路（抵抗やダミーデバイス）」を用意する。
3. その結果として、電源や配線から見た電流は
   • ベースラインは「定電流値＋α」でほぼ一定
   • 信号による変動は、その上に乗る微小なリップル
     という扱いやすい形にしておく。

これが、最初に言われていた「CLASS A寄りでアイドル > 信号変化にしておくと安全」という思想と、定電流源の余剰の扱いが一番きれいに噛み合うポイントだと思います。

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と定電流回路の余剰の処理と　差動対の動作がAIからかえってきた。

差動対と定電流のことは、ギルバート氏の論文で1968年に公開されている。

。gilbert.pdfをダウンロード。

　差動対で特性そろえる必要範囲　Vbe=5mV. hfeは10%