第三種電気主任技術者（電験三種） 過去問
平成28年度（2016年）
問13 (理論 問13)

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。

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。

答えは（10）になります。

この問題は信号増幅回路の問題で電験３種でもよく出てくる部類の問題になりますので、

電子回路が苦手な場合は早めに克服しましょう。

 

回路のB-E間

ここはトランジスタのベースの等価回路になります。

トランジスタのベース間に抵抗があるといったことですごく違和感があるかもしれませんが、ダイオードなどでもでてくるツェナー電圧のグラフからどこでバイアスを掛けるかで流れる電流も変わってきます。

この部分を抵抗で表していると思っていただければいいと思います。

 

回路の定電流源

これはトランジスタのコレクタ-エミッタ間を表しています。

 

まず入出力の電圧増幅度を求めていきます。

入力ｖ_i : hie　×　i_b になります。

次に出力v_o:　R_L’ ×　i_ｃになります。

 

v_o/ｖ_i＝（R_L’×i_ｃ）/（hie×i_b）となります。

ここで、i_ｃは回路上のh_fe・i_bのことになります。

これは覚えておきましょう。

v_o/ｖ_i＝（R_L’×h_fe×i_b）/（h_ie×i_b）

　　 ＝ R_L’×h_fe / h_ie

この式に値を代入します。

　　　＝（１×10³×100）/ h_ie

問題より、電圧利得40dBということから次の式もよく出てくるものなので

覚えておきましょう。

　Ｇ＝20log₁₀ | v_o/ｖ_i |

  40=20log₁₀ | v_o/ｖ_i |

log₁₀ | v_o/ｖ_i | = 2

これより　| v_o/ｖ_i |　＝　10²となります。

（１×10³×100）/ h_ie　＝　100

h_ie＝1kΩとなります。

 

電流i_bは　h_ie×i_bより

1000　×　i_b　＝　10×10^-3　＝10μＡとなります。