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第1級陸上無線技術士、第1種伝送交換主任技術者、第1種アナログ工事担任のTOITAが航空無線を目指す、皆様のお手伝いをします。



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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第19期受験直前講座 (14)半導体の性質の解答

             第19期受験直前講座
            (14)半導体の性質の解答

今回は、 前回出題致しました 半導体の性質に関する
演習問題の解答及び解説を行います。

それでは、もう一度、問題から見てみましょう。

[演習問題19]
次の記述は、半導体について述べたものです。この内
、 正しいものを”1”。誤っているものを”2”と答えて下さ
い。

1  シリコン(Si)や ゲルマニウム(Ge)などの 単体結晶
  は、真性半導体である。
2  真性半導体に 不純物として 5価のヒ素(As)を加え
  るとP形半導体になる。
3 P 形半導体の多数キャリアは、電子である。
4 N 形半導体を作るために 真性半導体に加える 不
   純物をアクセプターと言う。
5 一般に、温度が上がると抵抗率が小さくなる。

[解答及び解答方針]
(1)  物質には、電気を通す ”導体”と電気を通さない”
   絶縁物” 、そして、それらの中間の”半導体” があ
   ります。ゲルマニュウムやシリコンは、半導体です
   。
   これらの半導体から不純物を取り除いて精製した
   ものを ”真性半導体” と言います。

     よって、答えは、”1” 

(2)   シリコンは4価です。5価のヒ素を少量、シリコン
  に混ぜますと ”シリコン”と ”ヒ素”が結びつきます
  が、1価余ります。余った電子は、自由電子となり
  ます。
  こうして出来た半導体を "N形半導体” と言います
  。

続きは、記事をお買い求めの上、お読みください。

以下、姉妹校TOITAの「航空無線通信士受験塾」からの
お知らせでした。
 


※TOITAの「航空無線通信士受験塾」の文字をクリックしま
 すとリンク先へ飛びます。


    ----- 受験塾からのお知らせ -----


次の様な方は、ご覧下さい。


1.勉強時間が取れない方
   私と1日45分だけお付き合い下さい。 


2.理系の勉強をされた事が無い方
   パイロットになる方は、文系出身者です。
   当塾は、文系の方専門の講座です。 


3.独学に不安がある方
   長年、無線従事者受験指導を専門にしてきました、
   私が無駄なく実力を付けるお手伝い致します。 

4.近くに受講出来る講座が無い方
  何時でも、何処でも何度でも、1日、何度でも勉強す
  ることが出来ます。

5.最新問題に対応
  受験参考書では、対応出来ない、新規の問題に対
  応した説明を読む事が出来ます。 

6.予備知識暗記不要 
  予備知識”0”からの出発。理解出来るので暗記する
  事なく、長期記憶となります。 

7.受験勉強がいやな方
  分かり易ければ、楽しく続けられます。
  毎日、少しづつの時間がさければ、楽に、実力が付
  ます。 


 当塾の特徴


1.合格に特化したカリキュラム
  当塾では、出題数の多い項目からお話をしています
  。
  無線工学では、”空中線と電波伝搬”。
  電波法規では、”無線局の運用”です。
   出題数の多い項目から理解する事で、合格に必要な
  得点を得やすくなります。
2.参考書に書かれていない事の説明がある
  当塾は、文系の方の為の講座です。
  参考書には、 書かれていない 文系の方が知りたい
  事からお話をしています。
3.質問者が納得できる回答
  質問される方、それぞれに、 個別のお答えをしてい
  ます。
  納得できるまで、何度でも質問して下さい
4.実力が感じられる
  出題数の多い項目から勉強しますので、勉強が進む
  につれて合格の手応えを感じます。
  当塾の受講生は、1 回または、2 回の受験で免許を
  手にされています。

入塾に関するお問い合わせは、以下のメール・アドレスま
で。
直ぐに、詳しい「入塾のご案内」をお送り致します。
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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第19期受験直前講座 (14)半導体の性質

         第19期受験直前講座
         (14)半導体の性質

今回から ”半導体・電子管・電子回路”  に関する演習
問題を出題いたします。
出題範囲の種別名として ”半導体・電子管・電子回路”
となっていますが、 ”電子管”については、航空無線通
信士の試験に出題されません。
大切なのは、”半導体”の原理と基礎的な計算、そして、
”電子回路”は、回路の動作原理と計算です。
まず、 半導体を理解するには、半導体の原理と半導体
から作られる 一番基本的な素子である ダイオードを理
解する事が大切ですので、 当ブログで 復習しておいて
下さい。
半導体を理解する為の演習問題を出題したいのですが
過去問には、 残念ながら、 それに応える様な問題があ
りませんので、 今回出題します演習問題の解答と解説
の中でお話をして参りたいと思います。

それでは、演習問題を出題いたします。
必要に応じて、当ブログで復習をしておいて下さい。

[演習問題19]
次の記述は、半導体について述べたものです。 この内、
正しいものを”1”。誤っているものを”2”と答えて下さい。

1  シリコン(Si)やゲルマニウム(Ge)などの 単体結晶
 は 、真性半導体である。
2 真性半導体に不純物として 5価 の ヒ素(As)を 加
  えるとP形半導体になる。
3 P 形半導体の多数キャリアは、電子である。
4 N 形半導体を作るために真性半導体に加える不純
   物をアクセプターと言う。
5 一般に、温度が上がると抵抗率が小さくなる。

解答と解説は、次回行います。


 


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  出題数の多い項目から勉強しますので、勉強が進む
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テーマ:航空無線通信士受験クラブ - ジャンル:学校・教育

TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第19期無線工学第4章DSB送受信機 (2)DSB送信機の構成その1

              第4章DSB送受信機   
                 (2)DSB送信機の
                  構成その1


前回 DSB の電波(変調は)とは、 どの様なものかご理解頂
いた事と思いますが、それでは、 どの様に変調するのか具
体的に送信機の構成を見て行きましょう。

お話は、今回と次回の2回に分けて行います。
構成その1では、水晶発信器から周波数逓倍器迄のお話を
します。DSB送信機には、 高電力変調方式 低電力変調
方式
が有りますが、 今回は、低電力変調方式を割愛します


  
  お詫び 図の”発信器”は、正しくは、”発振器”です。

  図-2の左上からお話をします。
(1)水晶発振器 
  送信周波数が変化してしまいますと、 受信する側は、
  送信される周波数に受信周波数を合わせ続けなけれ
  ばなりません。航空無線の場合、受信周波数は、切り
  替え式ですので送信周波数のづれが大きくなりますと
  受信出来なくなります。これは、TV 放送の場合も同じ
  で、皆様のご家庭にあるTVのチャンネルを希望のチャ
  ンネルに合わせても、TV局の送信周波数が大きくづれ
  てしまいますと周波数の合わせ様がありませんので受
  信できなくなります。 よって、送信機で作られる高周波
  には、高い周波数安定度求められます


  その為、 安定した 周波数の振動をする 水晶振動子を
  使用した水晶発振器が用いられます。
  幾つかの周波数の内の1つを切り替えて送信する場合 
  (航空無線やアマチュア無線等) には、 水晶振動子で
  作られる安定した発振周波数を元にして 安定した色々
  の周波数を作るシンセサイザー(PLL)が用いられます。
  安定した周波数を得やすくする為、 発振周波数を 低く
  すます。
  
(2)緩衝増幅器


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第19期無線工学第1章空中線と電波伝搬 (1)電気って何?

      第18期第1章空中線と電波伝搬
         (1)電気って何?

今日は。今日から平成29年2月の試験に向けて 「無線
工学」と「電波法規」のお話を致しますTOITAです。
半年間と言う短い間ですが、宜しくお願いいたします。

当講座では、夏休み中に 折に触れてお話してまいりま
した通り、  試験で 一番出題される項目からお話をして
います。
「無線工学」の場合は、「空中線と電波伝搬」と「航法支
援施設」と「半導体・電子菅・電子回路」で 50 %出題が
予想されます。
3つの項目が理解出来れば、試験で 50% の得点が出
来る訳です。

それでは、早速、 一番出題数の多い「空中線と電波伝
搬」のお話をいたします。
空中線とは、アンテナの事です。「アンテナ」と言う言葉
は、 良く耳にされますし、 何となく分かる気がされてい
ると思います。
アンテナとは、昆虫の触角を意味しますので、 会話
の中でも何かを感じ取る物 としての意味で使われてい
ると思います。
今迄は、その程度の知識で良いのですが、「航空無線
通信士」の資格を取る為には、 その程度の知識では、
免許を貰えない事は、明白です。

皆様は、「アンテナは、アンテナだから電波を捉えたり
発射したりする。」と言う答え方をしていませんか?
この答え方では、 アンテナそのものが説明されていま
せん。
その他の例を挙げますと 「車は、車だから走る。」等、
この様な答え方をしていませんか?
皆様にとって、異邦人の 理系の人間は、電気で言う「
アンテナ」を「どの様に捉えるか?」を考えてみましょう

理系の人間は、必ず、理由をつけます。
それぞれの事柄の理由は、これからお話を致します。
理由が分かってきますと、次から次へと新たな疑問が
生まれると言う 好循環を生み楽しくなってきます。


人間には、元々、知識欲があるのです。

それでは、最初の「なぜ?」
「アンテナって何?」
「何かを感じる」の「何か?」とは、何でしょう?
その何かは、「電波」です。
アンテナは、 電波を放出したり、 電波を捉えたりしま
す。
それでは、「電波って何?」
と質問しますと、「観た事ないし分からない」とか、「携
帯で ピッピッピってやるやつでしょう?」 等と言う答え
が 帰って来そうですネ。

ここで、「電波」とは、こんなものですとお話しをしても、
その前に知らなければならない事を飛ばしてお話をし
ては、 分からない参考書を読むのと同じ事ですので、
一番、元となる事からお話をします。

「そもそも、電気って何?」と言う事から考えなければ、
なりません。
「電気って何?」と聞かれて「触るとビリビリっと来るヤ
ツでしょ」とか 「家のコンセントへ来ているヤツでしょ」
では、これまた、無線の免許は、貰えません。 まして
や「スマフォに充電するヤツでしょう!?」 と答られた
らアウトです。


先の様に答える、航空無線通信士は、いませんので、
ここは、チョット関心を持って下さい。
逆にいいますと、航空無線通信士は、答えを知ってい
るのです。知らなければ、航空無線通信士には、なれ
ないと言う事ですね。
原子のイメージ
             図-1

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期受験直前講座 (16〉半導体の性質の解答

          第18期受験直前講座
        (16)半導体の性質の解答

今回は、 前回出題致しました 半導体の性質に関する
演習問題の解答と解説を行います。

それでは、もう一度、問題から見てみましょう。

[演習問題20]
次の記述は、半導体について述べたものです。この内
、 正しいものを”1”。誤っているものを”2”と答えて下さ
い。

1  シリコン(Si)や ゲルマニウム(Ge)などの 単体結晶
  は、真性半導体である。
2 真性半導体に 不純物として 5価のヒ素(As)を加え
  るとP形半導体になる。
3 P 形半導体の多数キャリアは、電子である。
4 N 形半導体を作るために 真性半導体に加える 不
  純物をアクセプターと言う。
5 一般に、温度が上がると抵抗率が小さくなる。

[解答及び解答方針]
(1)  物質には、電気を通す ”導体” と電気を通さない”
   絶縁物” 、そして、それらの中間の”半導体” があ
   ります。ゲルマニュウムやシリコンは、半導体です
   。
   これらの半導体から不純物を取り除いて精製した
   ものを ”真性半導体” と言います。

     よって、答えは、”1” 

(2)  シリコンは4価です。 5価のヒ素を少量、シリコン
  に混ぜますと ”シリコン”と ”ヒ素”が結びつきます
  が、1価余ります。余った電子は、自由電子となり
  ます。


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 --- 受験塾からの重要なお知らせ ---

皆様は、高校や大学の受験の為に塾で勉強された事と思いま
す。
それは、独学では、無理だからです。
航空無線通信士の試験の内容は、皆様方の多くの方にとって、
今迄に勉強した事の無い分野だと思います。よって、余計に塾
が必要な訳です。
その様な理由から当塾は、2007年10月 に講座を開講しまし
た。
当講座では、平成28年7月7日現在延べ406,000人の方
々に利用されて参りました。

 ・受験勉強の補強にとお考えの方
 ・参考書を読んでも今一、良く分からない方


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効率良く勉強する為に、まずは、以下のアドレスへ「案内希望
望F係
」と一言書いてメールして下さい。

すぐに、受講の為のご案内をお送りします。
なお、 どの様な理由で受講を希望されるかを一言書いて頂き
ますと、受験の為のアドバイスをさせて頂けます。

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期受験直前講座 (5)リアクタンスその3

          第18期受験直前講座
          (5)リアクタンスその3


今回は、前回出題いたしましたRC直列回路におけるリア
クタンスに関する演習問題の解答と その考え方をお話し、
その後、R と L または、C の直列回路におけるリアクタス
のまとめを行います。

それでは、 前回出題いたしました演習問題の解答とその
考え方をお話いたします。

[演習問題6]
   電源の角周波数を1000 [rad/s] とした時、コンデン
   サーの容量が1.25 [μF]の場合の容量性リアクタン
   スを求めて下さい。
   次に、 回路のインピーダンス:Z と 回路に流れる電
   流:Iを求めて下さい。

    1.25[μF] = 1.25 x 10^-6 [F] です。


[解答]
  まず、容量性リアクタンス:XC を求めます。

   XC = 1/(ωC)
     = 1/(1000 x 1.25 x 10^-6 )
     = 1/(1 x10^3 x 1.25 x 10^-6 )
     = 1/(1.25 x 10^-3)
     = 0.8 x 10^3
     = 800 [Ω]

  となります。
  次にインピーダンス:Z を求めます。

   Z = sqrt( R^2 + Xc ^2)
     = sqrt( 600^2 + 800^2)
     = 1 x 10^3
     = 1 [kΩ]

  そして、最後に回路全体を流れる電流:I を求めます。


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 --- 受験塾からの重要なお知らせ ---

皆様は、高校や大学の受験の為に塾で勉強された事と思いま
す。
それは、独学では、無理だからです。
航空無線通信士の試験の内容は、皆様方の多くの方にとって、
今迄に勉強した事の無い分野だと思います。よって、余計に塾
が必要な訳です。
その様な理由から当塾は、2007年10月 に講座を開講しまし
た。
当講座では、平成27年11月18日現在延べ355,000人の方
々に利用されて参りました。

 ・受験勉強の補強にとお考えの方
 ・参考書を読んでも今一、良く分からない方


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期工学第9章電気回路 (7)RC直列回路

        第9章電気回路
          RC直列回路

前回は、R(抵抗)とL(コイル)を直列に接続した回路
に交流電源を繋いだ時に それぞれの素子に流れる
電流とそれぞれの素子の 両端の電圧との位相関係
を中心にお話を致しました。
今回は、RとC(コンデンサー)を直列に接続した時、
それぞれの素子に流れる電流と それぞれの素子の
両端の電圧との位相関係を中心にお話を致します。



1.回路に流れる電流
  RL直列回路では、L は、導線をらせん状に巻い
  た物ですので、直流でも交流でも実際に電流が
  流れますが、コンデンサーの場合、原理的な構
  造としては、金属を2枚離して並べたものですの
  で、コンデンサーを貫いて電流が流れる事は、
  ありません。
  ただし、コンデンサーは、 電荷を貯める事が出
  来ます
ので、電荷を蓄える間、及び、電荷を放
  出する時、 ンデンサーの両端の導線には
  電荷の移動がありますので、 電荷の移動、 つ
  まり、電流が流れると言う事になります。
  RL直列回路で、電流は、「I)は、変わらず。
  」 と言う事で、  回路の どの部分をとっても
  じ電流が流れているとお話を致しました。
  RC 直列回路の場合も同様で、  回路のどの部
  分をとっても同じ電流が流れています。

2.各素子の電流と電圧
  コンデンサーへ向かって流れる電流は、抵抗を
  通ります。

  

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第18期工学第9章電気回路 (1)直流と交流

             第9章電気回路
             (1)直流と交流

今回より、 平成28年8月期向け講座の 最後の章として、
電気回路のお話を致します。
電気回路の後は、 受験直前迄、 受験直前講座を行いま
す。
受験直前講座では、 実践的なお話やら、 通常の講座で
は、お話をしてこなかった事をお話致します。

さて、電気回路とは、 電気を教える学校において、 電力
系や電子系の学生にとって、電磁気同様に 基礎的な学
問である為に一番最初に教わります。
当講座では、文系の方が電磁気と電気回路を一番苦手
としている為に、試験で合格する為の実力がついてきて
、余裕の出来た最後にお話をしています。
電気回路は、 電気回路の基本的な素子(部品)が直流
や交流電源に対してどう振舞うか?と言う学問です。

それでは、電気回路を考える場合、 「直流」と「交流」が
どの様なものであるかと言う事から ハッキリ させておく
必要があります。

 
(1)直流Direct Current (DC)
図-1 をご覧下さい。1.5 [V] の乾電池に豆電球が繋がれ
ています。
電流は、 赤の太い矢印の方へ流れ、 けして逆方向へは
、流れません。 電流は、 時間によらず 流れる向きが一
です。

これを直流と言います。
勿論、電池を例にすれば、図の電池の左側が”プラス”に
なったり右側が”マイナス”になったりしません。
この様子をグラフにしますと図-1の下の様になります。
電圧は、 時間の経過によらず 1.5 [V]の電圧を 維持して
います。
勿論、電流の量も時間の経過によらず、一定です。
まとめますと、電流・電圧時間よらず一定です




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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第17期受験直前講座 (12)ILSの地上施設

       第17期受験直前講座
        (12)ILSの地上施設 


今回は、ILSに関する演習問題を出題いたします。
ILSに関する最近の試験問題は、 文章だけによる問題
となっていますので、 今回出題いたします 演習問題の
様に図が有りませんので、 ヒントとなるものが有りませ
ん。
演習問題を通じて必要な事を覚えておいて下さい。

[演習問題18]
次の記述は、図に示すILS の地上施設について述べた
ものです。 (   )に 入れるべき字句を下の番号から選
んで下さい。

(1) ( A ) は、 航空機に対して、滑走路の中心線の延
  長上からの ( B ) のずれの情報を与え、 アンテナ
  の位置は、( C ) に設置される。
(2) ( D ) は、航空機に対して、設定された 進入角から
  の( E ) ずれの情報を与え、アンテナの位置は、(
      F ) に設置される。
(3)( G ) は、その上空を通過する航空機に対して、
   着陸地点からの ( H ) の情報を与え、アンテナの
   位置は、( I ) の位置に設置される。

 1  距離      2 方位     3 時間     4 左右
 5  上下       6 ARSR        7 ASR     
 8  ローカライザー                     9  TACAN    
10  DME           11   T-DME       12    グライド・パス 
13  マーカー・ビーコン                  14     b            15     c
16 a1~a3

解答と説明は、次回行います。 
 







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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第17期工学第3章半導体・電子菅・電子回路 番外編”電子菅”

       第3章半導体・電子管・電子回路
            番外編 ”電子管” 

今回は、 第3章の番外編として”電子管”のお話を致します

章のタイトルに電子管と入っているにも関わらず、試験に
出題されない為にお話をする機会がありませんでしたが、
今の電子機器の発展の礎は、何といっても”電子管”です。
そこで、今回は、番外編と致しまして、電子管のお話をす
る事と致しますた。
電子管は、能動素子です。現在、能動素子の大半は、ICを
始めとした半導体です。
しかし、 大電力を扱う場合や、 マイクロ波を扱う場合は、
”電子管”が今でも活躍しています。
また、オーディオ・マニュアの方の中には、その音の暖か
さから、今でも”電子管”を使用したアンプを使用されてい
る方もいらっしゃいます。

それでは、電子管とは、どの様な物か見て行きましょう。

[二極管]
まず、最初にご紹介するのは、”電子管”の基礎でもある、
二極管です。これは、半導体の基礎がダイオードであるの
と同じ事です。

                           図-1

回路図記号は、図-1の左の様になります。
名前に様に P(プレート:陽極)と K(カソード:陰極)で
構成されていますので、二極管と呼ばれます。
Hと書いてある部分は、ヒーターです。そして、細線で描か
れた円は、チューブを示しています。 チューブは、 ガラス
又は、金属で出来ています。 そして、チューブの中は、 真
空です。
電子管は、その昔、真空管と呼ばれていました。
実際の構造につきましては、三極管のお話の中でご覧頂きま
す。
それでは、次に二極管の動作についてお話を致します。

               図-2

ヒーターでK:カソードを熱しますと、 金属で出来た カソー
ドから赤の丸で示す電子が出てきます。
次にK:カソードとP:プレートの間に 交流電源と負荷抵抗:
RLを直列に繋ぎます。
プレートの電圧が”+”の時は、 カソードから出てきた 電子を
引き寄せます。 電子は、矢印で示しました様にプレートへ到
着します。
電子の移動方向と電流は、逆方向ですので、電流は、プレー
トからカソードへ流れた事になります。
次にプレートの電圧が”-”の時は、カソードからの電子は、”
-” の電気を持っていますので、 反発して、 プレートへ到着
出来ません。 と言う事は、プレートとカソードの間に電流が
流れない事になります。


これは、ダイオードのアノードと カソードの間に交流の電圧
を掛けた時と同じです。 
抵抗:RLに電流が流れますと、両端に電圧が発生します。
その時の様子は、以下の図の様になります。 
 
               図-3

下側の図からもお分かりの通り、 二極管は、 電流を一方向
へだけ流す物ですので、整流や検波に使用されていました。

[三極管]
回路図は、図-1の右の様になります。二極管と比べますと、
カソードとプレートの間に点線があります。 図では、 記号
を書き忘れてしまいましたが、 G (グリッド・格子)と言い
ます。
グリッドの働きを見てみましょう。 
 
              図-4

プレートとカソードの間には、電池と抵抗:RL(負荷抵抗)
が繋がれています。
そして注目は、カソードとグリッドの間です。
そこには、電池と信号源:Vi が直列に繋がれています。
Vi は、微弱で電池と直列に繋がれていますので、カソード
とグリッドの間の電圧が極わずか変化する事になります。
カソードを温めて出てきた電子の動きは、二極管と同じで
す。
プレートには、”+”の電圧が常に掛かっていますので、プ
レートからカソードへ電流が流れます。
問題は、グリッドの電圧です。グリッドの電圧は、”-”で
す。
カソードからの電子は、 反発しますがグリッドの構造は、
格子状になっていますので、電子の多くは、プレートへ到
着する事が出来ます。
但し、プレートへ到着できる電子の数は、グリッドの電圧
で決まります。
先ほど、カソードとグリッドの間には、電池とVi が直列に
繋がれれいると言いましたが、カソードとプレート管を移
動する 電子の数は、Vi で変化すると言う事になります。
電子の数が変化すると言う事は、プレートからカソードへ
流れる電流量が変化すると言う事です。
結果として、RLに流れる電流が変わりますので、RLの両端
電圧が変わります。
Vi の違いによりプレートからカソードへ流れる電流が大き
く変わりますので、RL の両端電圧が大きく変わります。
つまり、Vi の小さな変化は、 RL の両端で大きな変化とな
ります。
つまり、増幅されたと言う事になります。 
その様子を図-5に示します。


               図-5

Egは、グリッドの電圧を示します。Eg は、カソードに対し
”-”の電圧です。Vi は、Eg を基準に変化します。
図-5の下側は、RL の両端電圧です。
最後に電子管の実際の構造をお見せ致します。

 
               図-6

真ん中にヒーターがあり、 その周りに円筒形のカソードが
あります。
カソードに対しててグリッド、プレートが同心円状に配置
されています。
プレートは、カソードと同じく円筒形ですが、グリットは
、細い導線をらせん状にした物です。
ヒーター、カソード、グリッド、プレートは、チューブで
覆われ、 中は真空になっています。
三極管は、増幅に使用されますが、その他、グリッドの数
を増やした四極管、五極管、七極管などがあります。
また、マイクロ波に使われるマグネトロンやクライストロ
ン 、進行波管は、特殊な電子管です。 
アナログTVに使用されていました ブラウン管も 電子管の
仲間です。

今回は、番外編と致しまして、 電子管のお話を簡単い致し
ました。 




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当講座では、平成27年8月20日現在延べ342,600人の方々
に利用されて参りました。

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