第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和3年度(2021年)
問13 (理論 問13)

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問題

第三種電気主任技術者(電験三種)試験 令和3年度(2021年) 問13(理論 問13) (訂正依頼・報告はこちら)

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この過去問の解説 (3件)

01

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. 解答選択肢の画像

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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02

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。

参考になった数7

03

電子回路に関する問題です。

電圧増幅度A=v0/viを近似する式を選択する問題です。

 

電圧増幅度は出力/入力となるのでまずはそれぞれの式を求めていきます。

問題図より入力viはG(ゲート)ーS(ソース)間の電圧と等しいといえるので次のようになります。

・入力vi=vgs 

 

続いて出力電圧v0を求めますが、ここで問題の条件より抵抗rは抵抗RLに比べて十分大きいとあるので抵抗rは無視できます。

よって出力電圧v0は電流源ggsと抵抗RLのみを考慮し次のようになります。

・出力v0=ggsRL

 

出力と入力を求めることができたので電圧増幅度Aが求まります。

・電圧増幅度A=v0/vi=ggsRL/vgsRL

以上となります。

選択肢1. 解答選択肢の画像

こちらが適切な解答となります。

まとめ

見た目は難しく感じるかもしれませんが、よく文章を読み、回路の流れを読み解ければオームの法則の知識だけでこの問題は解けます。

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