RF増幅器では、FETを用いて高周波信号（RF信号）を効率よく増幅します。入力信号は時間的に変化する交流成分を含んでいますが、出力にも同じ周波数成分が現れるのは、FETの電流制御特性によるものです。本記事では、RF増幅器で信号が増幅される原理をわかりやすく解説します。
ソース接地FETの基本動作
ソース接地回路では、FETのゲートに電圧を印加すると、ドレイン-ソース間に流れるドレイン電流Idが変化します。直流バイアスをかけることで、FETは動作点（Q点）に設定され、入力信号が微小変化してもIdが比例して変化する領域に置かれます。
入力RF信号が出力に反映される仕組み
RF増幅器では、ゲートに印加される信号は交流成分を含みます。FETは電圧制御型素子であるため、ゲート-ソース間電圧の変化に応じてドレイン電流が変化します。その結果、ドレイン側の負荷抵抗にかかる電圧も変化し、入力と同じ周波数の交流成分が増幅されて現れます。
つまり、入力信号の波形がそのままドレイン電流に反映されるため、出力信号にも入力の周波数成分が含まれるのです。
波形増幅の原理
増幅器の図でよく示される「波形が大きくなった」表現は、このIdの変化によるドレイン電圧の変化を示しています。入力信号の小さな振幅変化が、ドレイン抵抗を通じてより大きな電圧変化として現れるので、信号が増幅されるのです。
例えば、入力の正弦波がドレイン電圧に対して増幅されると、出力波形は同じ周波数で振幅が大きくなった正弦波として現れます。
まとめ
RF増幅器で入力信号の周波数成分が出力にも現れるのは、FETの電圧制御型特性によるものです。ゲートに加えられた高周波信号の変化がドレイン電流に反映され、負荷抵抗で電圧変化として現れるため、入力波形の周波数を保持したまま増幅されます。この原理を理解することで、RF回路設計や信号解析がより明確になります。
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