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（2）
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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（2） （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。
次の文章a、b及びcは、それぞれのバイアス回路における周囲温度の変化と電流ICとの関係について述べたものである。
ただし、hFEは直流電流増幅率を表す。
a 温度上昇によりhFEが増加するとICが増加し、バイアス安定度が悪いバイアス回路の図は（ ア ）である。
b hFEの変化によりICが増加しようとすると、VBはほぼ一定であるからVBEが減少するので、ICやIEの増加を妨げるように働く。ICの変化の割合が比較的低く、バイアス安定度が良いものの、電力損失が大きいバイアス回路の図は（ イ ）である。
c hFEの変化によりICが増加しようとすると、RCの電圧降下も増加することでコレクタ・エミッタ間の電圧VCEが低下する。これによりRの電圧が減少してIBが減少するので、ICの増加が抑えられるバイアス回路の図は（ ウ ）である。
上記の記述中の空白箇所（ア）～（ウ）に当てはまる組合せとして、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。
次の文章a、b及びcは、それぞれのバイアス回路における周囲温度の変化と電流ICとの関係について述べたものである。
ただし、hFEは直流電流増幅率を表す。
a 温度上昇によりhFEが増加するとICが増加し、バイアス安定度が悪いバイアス回路の図は（ ア ）である。
b hFEの変化によりICが増加しようとすると、VBはほぼ一定であるからVBEが減少するので、ICやIEの増加を妨げるように働く。ICの変化の割合が比較的低く、バイアス安定度が良いものの、電力損失が大きいバイアス回路の図は（ イ ）である。
c hFEの変化によりICが増加しようとすると、RCの電圧降下も増加することでコレクタ・エミッタ間の電圧VCEが低下する。これによりRの電圧が減少してIBが減少するので、ICの増加が抑えられるバイアス回路の図は（ ウ ）である。
上記の記述中の空白箇所（ア）～（ウ）に当てはまる組合せとして、正しいものを次の（1）～（5）のうちから一つ選べ。
- ア：図1 イ：図2 ウ：図3
- ア：図2 イ：図3 ウ：図1
- ア：図3 イ：図1 ウ：図2
- ア：図1 イ：図3 ウ：図2
- ア：図2 イ：図1 ウ：図3
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この過去問の解説 （3件）
01
トランジスタ増幅器のバイアス回路に関する穴埋め問題です。
(ア) 図1
この回路は固定バイアス回路です。
温度上昇によりhFEが増加すると、ICが増加しバイアス安定度が悪くなるという特性があります。
(イ) 図3
この回路は電流帰還バイアス回路です。
ICの変化の割合が比較的小さく、バイアス安定が良いが、RBに流す電流の分だけ電力損失が大きいという特性があります。
(ウ) 図2
この回路は自己バイアス回路です。
温度上昇によりhFEが増加しても、ICの上昇を抑えられるという特性があります。
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02
a hFEが増加するとICが上がり、バイアス安定度が悪くなるのは【図1】です。
最も単純な回路ですが、hFEによって大きく変動してしまうのが特徴です。
b hFEの変化によりICが増加するとVBEが減少するのは【図3】です。
バイアスの安定度が良いが、電力損失が大きいのが特徴です。
c hFEの変化によりICが増加しようとすると、RCの電圧降下も増加することでコレクタ・エミッタ間の電圧VCEが低下し、これによりRの電圧が減少してIBが減少するので、ICの増加が抑えられるバイアス回路の図は【図2】です。
hFEが変動しても、IBが自発的に変わることで安定性を維持できます。
したがって、「ア：図1 イ：図3 ウ：図2」が正解です。
こちらが正しいです。
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03
理論 R4上 問18b
・バイポーラトランジスタのバイアス回路は三つあります。
固定バイアス回路（図1）
バイアスの安定度が悪い
トランジスタ温度上昇→hFEが増加→ICが増加→出力信号がひずむ
自己バイアス回路（図2）
固定バイアス回路を改善したもの
トランジスタ温度上昇→hFEが増加→ICが増加→IBが減少→ICが減少
電流帰還バイアス回路（図3）
バイアスの安定度が良い、電力損失が大きい
トランジスタ温度上昇→hFEが増加→ICが増加→IEが増加→
エミッタ電位が上昇→電圧VBEが減少→IBが減少→ICが減少
・文章と一致しているものを探します。
(ア)温度上昇によりhFEが増加するとICが増加し、バイアス安定度が悪いバイアス回路
固定バイアス回路（図1）
(イ)hFEの変化によりICが増加しようとすると、VBはほぼ一定であるからVBEが減少するので、ICやIEの増加を妨げるように働く。ICの変化の割合が比較的低く、バイアス安定度が良いものの、電力損失が大きいバイアス回路
電流帰還バイアス回路（図3）
(ウ)hFEの変化によりICが増加しようとすると、RCの電圧降下も増加することでコレクタ・エミッタ間の電圧VCEが低下する。これによりRの電圧が減少してIBが減少するので、ICの増加が抑えられるバイアス回路
自己バイアス回路（図2）
こちらが正答です。
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