平成29年度 電験3種 理論 問13の過去問解説

平成29年度 電験3種 理論 問13

図1は、固定バイアス回路を用いたエミッタ接地トランジスタ増幅回路である。図2は、トランジスタの五つのベース電流$I_B$に対するコレクタ-エミッタ間電圧$V_{CE}$とコレクタ電流$I_C$との静特性を示している。この$V_{CE}−I_C$特性と直流負荷線との交点を動作点という。図1の回路の直流負荷線は図2のように与えられる。動作点が$V_{CE}=4.5\mathrm{V}$のとき、バイアス抵抗$R_B$の値$\left[\mathrm{MΩ}\right]$として最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
ただし、ベース-エミッタ間電圧$V_{BE}$は、直流電源電圧$V_{CC}$に比べて十分小さく無視できるものとする。なお、$R_L$は負荷抵抗であり、$C_1$、$C_2$は結合コンデンサである。

図1

図2

(1)0.5  (2)1.0  (3)1.5  (4)3.0  (5)6.0

解答・解説

正解(3)

まずは$V_{CC}$を求めます。

図2において、$I_C=0\left[\mathrm{A}\right]$の時、$V_{CE}=9\left[\mathrm{V}\right]$になります。

さらに、以下の閉回路を考えれば、$I_C=0$であるために、

$$V_{CC}=V_{CE}=9\left[\mathrm{V}\right]$$

と求めることができます。

次に、図2において$V_{CE}=4.5\left[\mathrm{V}\right]$の時の$I_B=6\mathrm{μA}$になります。

さらに$V_{BE}$は非常に小さく無視できるので、

$$R_B=\frac{V_{CC}}{I_B}=\frac{9}{6\times{10}^{-6}}=1.5\left[\mathrm{M\Omega}\right]$$

となります。

よって、正解は(3)です。

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