もったいなくもMaxima様を電卓代わりに使い、前回まで受動素子(R、L、C）共の複素インピーダンスを計算、グラフ化。でもね能動素子（トランジスタ）はどうよ。そこで、お惚け老人がいつも手抜きをしているトランジスタのDC動作点の設定（ホンワカしたところだけれども）をMaxima様にお願いできるようにしてみました。
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※動作確認は、パソコン上の wxMaxima 22.04.0 および Androidスマホ上の Maxima on Android 3.2.1 で行っています。
NPNトランジスタのエミッタ接地増幅回路
今回「Maxima化」してみる回路は以下です（LTspice回路図。
）
アリガチでシンプル（ナンの工夫もない）エミッタ接地の増幅回路です。トランジスタはNPNの2N3904としてみましたが、これはLTspiceにパラメータがデフォルトで含まれているためで、別に2SC1815など他のトランジスタでも変わりはありませぬ。
こういう回路を描くときに、上だとバイアス点（bias0のところ）の電圧を決め（R1、R2の値をきめる）、REに流れる電流を求め、vc0の動作電圧を求め、そしてざっくりした増幅率を求めておく、と。そういう動作が身についた人は何の苦もなく一撃でしょう。しかしお惚け老人は、直ぐに計算間違えるし、気力もないのでSPICEにお願いするばかりです。今回はこのDC動作点の設定のための計算をMaxima化しておくことにいたしました。スマホのエディタでちょいちょいと数字をいじって「エイ」と気合を入れれば（ボタンを押すだけ）、動作点が求まるようにしておきたいと。
まずはLTspice上で求めたＤＣ動作点が以下に。なお、回路図上に置いた .op なるシミュレーション・コマンドこそは、いつもお世話になっている割には単独で使うことがほとんどない「ＤＣ動作点解析のみ」の指定です。結果はこんな感じ。
上記回路のvc0の動作点は3.42V付近、bias0のバイアス電圧は約0.82V、エミッタ電流＝抵抗Ｒeを流れる電流は約1.5mAっと。
Maximaソース
前回まで使っていたインピーダンス計算のソースから「共通」部分を残し、エミッタ接地回路用の関数を追加したものが以下に。
/* Maxima BATCH FILE 2024/05/22 J.Halfmoon */
/* Emitter Common circuit DC calculation */
algebraic:true$
/*- Utilities -----------------------------------*/
log10(x) := log(x)/log(10)$
roundF(x, p) := float(round(x*10^p)/10^p)$
dB(Vout, Vin) := float(20*log10(Vout/Vin))$
phase(z) := 180*carg(z)/%pi$
vec2(x, y) := matrix([x],[y])$
mat22(a11, a12, a21, a22) := matrix([a11, a12],[a21, a22])$
vecP(v2) := vector([0, 0], [v2[1, 1], v2[2, 1]])$
vecLis(lis) := if listp(lis) then map(vecP, lis) else [vecP(lis)] $
vi: vec2(1, 0);
vj: vec2(0, 1);
I: mat22(1, 0, 0, 1);
/*- impedance calculation -----------------------*/
define(ser ([Lis]), '(apply ("+", Lis)))$
define(par ([Lis]), '(1 / (apply ("+", 1/Lis))))$
ci(C):= 1/(%i*2*%pi*f*C)$
ii(L):= %i*2*%pi*f*L$
/*-----------------------------------------------*/
/* Emitter Common Amplifier Circuit */
/* -+--------+- VCC */
/* | | */
/* +++ +++ */
/* |R| |R| */
/* |1| |C| */
/* +++ +++ +--+ */
/* | +---+C2+->OUTPUT */
/* +--+ | / +--+ */
/*INPUT>-+C1+--+-----|| NPN transistor */
/* +--+ | \ */
/* | | */
/* +++ +++ */
/* |R| |R| */
/* |2| |E| */
/* +++ +++ */
/* | | */
/* -+--------+- GND */
/*-----------------------------------------------*/
VBE: 0.67; /* 2N3904 TYP. */
VB: (R2 / (R1 + R2)) * VCC;
IE: (VB - VBE) / RE;
VC: VCC - 'IE * RC;
AV: RC / RE;
/*- Example -------------------------------------*/
bias0: float(at(VB, [R1=10e3, R2=2e3, VCC=5]));
ie0: float(at(IE, [VB=bias0, RE=100]));
vc0: float(ev(VC, [IE=ie0, RC=1e3, VCC=5]));
av0: float(at(AV, [RC=1e3, RE=100]));
どこがR1でR2なんだか、分からなくならないように、テキストで回路図を描いてみましたぞ。VBE（ベース・エミッタ間電圧）は、LTspiceのシミュレーションから0.67Vとしてみました。どのトランジスタも似たような値ではないかと思うのですが、結構「効いてくる」のでお好みのトランジスタの値を入れてくだされ。末尾の方のExampleの中の設定値の数字だけを書き変えれば計算できます。
実行結果
まずはパソコン上のwxMaximaで計算したもの。
つづいてスマホの上のMoAで計算ｎしたもの。
だいたい雰囲気でてるんでないかい？いい加減だな。