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第三種電気主任技術者の過去問 平成28年度(2016年) 理論 問13

問題

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図は、エミッタ(E)を接地したトランジスタ増幅回路の簡易小信号等価回路である。この回路においてコレクタ抵抗RCと負荷抵抗RLの合成抵抗がRL’=1kΩのとき、電圧利得は40dBであった。入力電圧νi=10mVを加えたときにベース(B)に流れる入力電流ibの値[µA]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、νoは合成抵抗RL’の両端における出力電圧、icはコレクタ(C)に流れる出力電流、hieはトランジスタの入カインピーダンスであり、小信号電流増幅率hfe=100とする。
問題文の画像
   1 .
0.1
   2 .
1
   3 .
10
   4 .
100
   5 .
1000
( 第三種 電気主任技術者試験 平成28年度(2016年) 理論 問13 )
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この過去問の解説 (2件)

4
等価回路からic=hfe×ibとなるため、
ib=ic/hfeを求めればよく、icを求めることとなります。


電圧利得が40dBですが、電圧利得Avは
Av=20logVo/Viで求めることができます。

Av=40,Vi=10よりVo/Vi=10^2=100
Vo=100/10×10^-3=1.0[V] となります

さらに合成抵抗1kΩから
ic=vo/RL’=1/10^3=1×10^-3[A] となります。

よって、
ib=ic/hfe=1×10^-3/100=10×10^-6[A]=10[μA]となります。

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0
正解は3番の、10[μA]です。


【解説】
電圧利得Gvの式にviとvoを代入してhieを求め、
オームの法則により、ibを求めます。


【計算】

1、hie[Ω]を求めます。

 GV=20log|vo/vi|=40[dB] より
 20log(RL'hfe/hieib)=40
 log(RL'hfe/hieib)=2
 RL'hfe/hieib=100

 hie=RL'hfe/100・・・①

 ①式に、問題文中の
  ・RL'=1[kΩ]
  ・hfe=100
 を代入します。

 hie=1000*100/100=1000[Ω]

 となります。


2、ibを求めます。

 ib=vi/hie より
  =10*10-3/1000
  =10*10-6[A]
  =10[μA]

となります。

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