第三種電気主任技術者の過去問
令和4年度(2022年)上期
理論 問18(1)
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問題
第三種 電気主任技術者試験 令和4年度(2022年)上期 理論 問18(1) (訂正依頼・報告はこちら)
図1、図2及び図3は、トランジスタ増幅器のバイアス回路を示す。次の問に答えよ。
ただし、VCCは電源電圧、VBはベース電圧、IBはベース電流、ICはコレクタ電流、IEはエミッタ電流、R,RB,RC及びREは抵抗を示す。
次の①式、②式及び③式は、図1、図2及び図3のいずれかの回路のベース・エミッタ間の電圧VBEを示す。
VBE=VB−IE・RE ・・・①
VBE=VCC−IB・R ・・・②
VBE=VCC−IB・R−IE・RC ・・・③
上記の式と図の組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
ただし、VCCは電源電圧、VBはベース電圧、IBはベース電流、ICはコレクタ電流、IEはエミッタ電流、R,RB,RC及びREは抵抗を示す。
次の①式、②式及び③式は、図1、図2及び図3のいずれかの回路のベース・エミッタ間の電圧VBEを示す。
VBE=VB−IE・RE ・・・①
VBE=VCC−IB・R ・・・②
VBE=VCC−IB・R−IE・RC ・・・③
上記の式と図の組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
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この過去問の解説 (3件)
01
図1の回路では、
VCC→R→ベース→エミッタへと流れる電流を考えます。
この時に発生する電圧降下分はIBRのみで
VCC − VBE = IBR が成り立ちます。
これを変換すると
VBE = VCC − IBR …② となります。
図2の回路では、
VCC→RC→R→ベース→エミッタへと流れる電流を考えます。
これにVBEを加えたものがVCCと等しいので、
VCC = ICRC+IBR+VBE が成り立ちます。
これを変換すると
VBE = VCC − IBR − IERC …③ となります。
図3の回路では、
ベース→RB→REへと流れる電流を考えます。
REで発生する電圧降下分(IERE)にVBを加えたものが、VBEと等しいことが分かります。
これらを整理すると、
VBE = VB − IERE …① となります。
したがって、「①式:図3 ②式:図1 ③式:図2」が正解です。
こちらが正しいです。
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02
トランジスタ増幅器のバイアス回路に関する式と回路図を正しく組み合わせる問題です。
◆図1の回路
図1-1のような閉回路において、VCCの式を立てます。
VCC = VBE + RIB
これをVBEを求める式に変形すると、②式の
VBE = VCC − RIB
となります。
◆図2の回路
図2-1のような閉回路において、VCCの式を立てます。
VCC = VBE+RIB+RC(IB+IC)
これをVBEを求める式に変形すると、③式の
VBE = VCC−RIB−RC(IB+IC)
となります。
◆図3の回路
図3-1のような閉回路において、VBの式を立てます。
この際、IBを十分に小さいものとして考えると、分圧の法則より
VB = {RB/(R+RB)}×VCC
となり、ベース電圧がほぼ一定であることが分かります。
また、IBが十分に小さいことからエミッタ電流IEは
IE = (VB−VBE)/RE
となり、この式をVBEを求める式に変形すると、
IE = (VB-VBE)/RE
REIE = VB−VBE
VBE = VB−REIE
となり、①式になります。
以上のことを選択肢に合うように整理をすると、
①式が図3
②式が図1
③式が図2
となります。
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03
理論 R4上 問18a
REがあるのは図3しかないです。
したがって①は図3です。
他はエミッタからベースまでの経路の起電力と逆起電力を式にします。
図1は
VBE=VCC−IB・R ・・・②
図2は
VBE=VCC−IB・R−IE・RC ・・・③
となります。
正答です。
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