トランジスタで８０８０をつくってしまおうというまさにびっくり仰天、狂気のプロジェクトです！
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見事にできましたら、もちろんＴＫ−８０モニタを乗せて、それからＢＡＳＩＣ、ＣＰ／Ｍを走らせましょう！
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［第１８回］
●やっぱりゲート入力抵抗は１００Ω以上が必要でした
［第１０回］で４ＭＨｚ水晶発振回路の後ろにつけたインバータ回路のゲート入力抵抗を１０Ωにすると、それがなぜか前段の４ＭＨｚ水晶発振回路に影響して発振が止まってしまいます、と書きました。
今回ＮＯＲ回路のテストを進めていくなかでたまたまその理由らしきものがわかりました。
下は前々回、前回お見せしたＮＯＲ回路の回路図です。
当初はゲート入力抵抗は１０Ωにしておりました。
しかしそれではまずいことがわかりましたので、１００Ωに変更いたしました。
どうしてそうなったかといいますと。
前回までのＮＯＲ回路のテストはスタティックな状態でのテストでした。
入力ＬＥＤ、出力ＬＥＤの表示を見てＮＯＲ回路として正しく機能していることの確認と、それから回路に流れる電流の確認をしたかったからです。
そのあとで、今度は動的な動作の確認をしてみることにしました。
すると、そこで思わぬ事態が発生しました。
［第１０回］で作りました４ＭＨｚ水晶発振回路の次段のインバータの出力をＮＯＲ回路の片方の入力につないだところ、なんとインバータの出力波形がくずれてしまいました。
さらに、ＮＯＲ回路の２つの入力の両方にインバータの出力をつないだところ、さらに大きくインバータの出力波形がくずれて、ＮＯＲ回路の出力も正しい反転波形ではなくて、途中に切れ込みが入ったおかしな波形になってしまいました。
ＭＯＳＦＥＴは入力インピーダンスがきわめて高く、ゲート電流はほとんど流れないはずで、前回もそのことを確認できたはずでした。
しかし、しかし。
とんでもない伏兵がいたのでありました。
その正体につきましては後に考察することにいたしまして。
百聞は一見にしかずでありますから、まずは実際の波形の写真をご覧ください。
下は何も接続していないときの４ＭＨｚ水晶発振回路の次段のインバータ出力回路の波形です。
上側（ＣＨ１）がインバータの出力です。
インバータの出力を入力抵抗が１０ΩのＮＯＲ回路の入力につなぎました。
するときれいだったインバータの出力波形がゆがんでしまいました。
下側（ＣＨ２）は１０Ωの後ろ、ＣＭＯＳＦＥＴのゲート端子のところです。
まるでくずれかかった氷山のようです。
どうしてこんなひどいことになってしまうのか、まるで謎だったのでありますが。
そこで［第１０回］でゲート入力抵抗が１０Ωではだめで１００Ωにしたことを思い出しましたので、ＮＯＲ回路のゲート入力抵抗を１００Ωに変更してみました。
下がその結果です。
インバータの出力波形はまだ少し変形していますが、かなりよくなりました。
ＭＯＳＦＥＴのゲート端子のところの波形はまだくずれていますが、こちらも相当よくなりました。
これならまあなんとかなりそうです。
ゲート入力抵抗を１００ΩにしたときのＮＯＲ回路の出力波形を確認してみました。
下側（ＣＨ２）がＮＯＲ回路の出力波形です。
ＮＯＲ回路の片方の入力に４ＭＨｚ水晶発振回路の次段インバータの出力（上側ＣＨ１）をつなぎ、もう一方の入力はＧＮＤにつなぎました。
今度はインバータの出力をＮＯＲ回路の２つの入力につなぎました。
インバータの出力波形がかなり影響を受けていますが、ＮＯＲの出力はまともな波形になっています。
今回はゲート入力抵抗を１００Ωにしましたが、インバータの出力波形を見ますと、もう少し大きい抵抗にしたくなります。
そうすると今度は出力の遅れが気になってきます。
どのくらいの抵抗まで許容できそうか、ここはカットアンドトライが必要なようです。
ところで、そもそもなぜこのようなおかしなことがおきてしまうのか、ということについてなのですが。
●ミラー容量
ＭＯＳＦＥＴはゲート端子とソース、ドレイン端子が絶縁されていたはずでありました。
回路図記号もそれをイメージしております。
そこがバイポーラトランジスタと大きく異なる特徴で、ですからゲートに電流は流れないはずでありました。
が。
ゲートとその他の端子が絶縁されているということは。
もしもそこに周波数の高いパルスが入力されたといたしますと。
おお。
ひょっとして、ＭＯＳＦＥＴが増幅つきのコンデンサになってしまうのではありますまいか？
むつかしいことはよくわからないのでありますが。
なんですか、信号源側から見ますと、ゲート側にあたかも増幅された容量が出現してしまうのだそうでありまして、これをミラー容量と呼ぶのだそうであります。
むう。
はやい話がお化けでありますね。
うう。
上の写真を見ますと、まさにお化けであります。
それでは、どうするとそのお化けを退治することができるかということなのですが。
なんでもドレイン側にトランジスタを追加してその影響をなくすることができるのだそうでありまして、それをカスコードトランジスタというのだそうでありますが。
いやいやいや、それはだめでありましょう。
そんなことをした日には、数千個のトランジスタがそれこそ万のオーダーになってしまいます。
じょうだんじゃありません。
ということになりますと、ここはやっぱりゲート抵抗を大きくするしか手はないようです。
うむむ。
なんだかまだスタートしたばかりだといいますのに、はやくも波乱の幕開けになってしまいました。
トランジスタでＣＰＵをつくろう！［第１８回］
２０１５．３．２２ｕｐｌｏａｄ
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