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第三種電気主任技術者の過去問 令和3年度(2021年) 理論 問13

問題

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( 第三種 電気主任技術者試験 令和3年度(2021年) 理論 問13 )
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この過去問の解説 (2件)

2

小信号等価回路に関する計算問題です。

ですが、実際は簡単な回路計算となっています。

選択肢1.

まず始めに、入力側、出力側でどのような電圧が加わっているのか整理していきます。

●入力側

 vi = vgs

回路図において、viとvgsの間に何も負荷が接続されていないので、

viはそのままvgsとなります。

●出力側

rdとRLと2つの抵抗が並列に接続されていますが、rdはRLに比べて十分に大きいと定義されており、電流はほぼ流れないため無視します。

gmvdsは理想電流源であることから、オームの法則に従ってvoを表すと

 vo = −RLgmvgs

となります。

ここでマイナスがついているのは、回路図中でvgsの向きを正とした場合にvoの向きが逆になるためです。

この回路の電圧増幅度がAv =|vo/vi|と定義されているため、

viとvoそれぞれに代入をすると

 Av=|vo/vi|= |− gmRLvgs/vgs|=|-gmRL|= gmRL

となります。

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問題文に、「抵抗rdはRLに比べて十分大きい」とあります。

よって、電流源gmvgsから供給される電流はすべてRLに流れると考えると

v0 = gmvgs × RL

vi = vgsより

Av = v0/vi = gmRL と表現されます。

よって正解は1です。

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