第三種電気主任技術者（電験三種） 過去問
令和4年度（2022年）下期
問21 (理論 問21)
問題文
図1の回路は、電流帰還バイアス回路に結合容量を介して、微小な振幅の交流電圧を加えている。この入力電圧の振幅がAi＝100mV、角周波数がω＝10000rad／sで、時刻t［s］に対してvi（t）［mV］がvi（t）＝Ai sinωtと表されるとき、次の問に答えよ。
次の文章は、電圧vB（t）に関する記述である。
トランジスタのベース端子に流れ込む電流iB（t）が十分に小さいとき、ベース端子を切り離しても2kΩの抵抗の電圧は変化しない。そこで、図2の回路で考え、さらに重ね合わせの理を用いることで、電圧vB（t）を求める。まず、vi（t）＝0Vとすることで、直流電圧VB＝（ ア ）Vが求められる。次に、直流電圧源の値を0Vとし、コンデンサのインピーダンスが2kΩより十分に小さいと考えると、交流電圧vB（t）の振幅AB＝（ イ ）mVと初期位相θB＝（ ウ ）radが求められる。以上より、vB（t）＝VB＋ABsin（ωt＋θB）と表すことができる。
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、最も近いものを次の（1）～（5）のうちから一つ選べ。
次の文章は、電圧vB（t）に関する記述である。
トランジスタのベース端子に流れ込む電流iB（t）が十分に小さいとき、ベース端子を切り離しても2kΩの抵抗の電圧は変化しない。そこで、図2の回路で考え、さらに重ね合わせの理を用いることで、電圧vB（t）を求める。まず、vi（t）＝0Vとすることで、直流電圧VB＝（ ア ）Vが求められる。次に、直流電圧源の値を0Vとし、コンデンサのインピーダンスが2kΩより十分に小さいと考えると、交流電圧vB（t）の振幅AB＝（ イ ）mVと初期位相θB＝（ ウ ）radが求められる。以上より、vB（t）＝VB＋ABsin（ωt＋θB）と表すことができる。
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、最も近いものを次の（1）～（5）のうちから一つ選べ。
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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）下期 問21（理論 問21） （訂正依頼・報告はこちら）
図1の回路は、電流帰還バイアス回路に結合容量を介して、微小な振幅の交流電圧を加えている。この入力電圧の振幅がAi＝100mV、角周波数がω＝10000rad／sで、時刻t［s］に対してvi（t）［mV］がvi（t）＝Ai sinωtと表されるとき、次の問に答えよ。
次の文章は、電圧vB（t）に関する記述である。
トランジスタのベース端子に流れ込む電流iB（t）が十分に小さいとき、ベース端子を切り離しても2kΩの抵抗の電圧は変化しない。そこで、図2の回路で考え、さらに重ね合わせの理を用いることで、電圧vB（t）を求める。まず、vi（t）＝0Vとすることで、直流電圧VB＝（ ア ）Vが求められる。次に、直流電圧源の値を0Vとし、コンデンサのインピーダンスが2kΩより十分に小さいと考えると、交流電圧vB（t）の振幅AB＝（ イ ）mVと初期位相θB＝（ ウ ）radが求められる。以上より、vB（t）＝VB＋ABsin（ωt＋θB）と表すことができる。
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、最も近いものを次の（1）～（5）のうちから一つ選べ。
次の文章は、電圧vB（t）に関する記述である。
トランジスタのベース端子に流れ込む電流iB（t）が十分に小さいとき、ベース端子を切り離しても2kΩの抵抗の電圧は変化しない。そこで、図2の回路で考え、さらに重ね合わせの理を用いることで、電圧vB（t）を求める。まず、vi（t）＝0Vとすることで、直流電圧VB＝（ ア ）Vが求められる。次に、直流電圧源の値を0Vとし、コンデンサのインピーダンスが2kΩより十分に小さいと考えると、交流電圧vB（t）の振幅AB＝（ イ ）mVと初期位相θB＝（ ウ ）radが求められる。以上より、vB（t）＝VB＋ABsin（ωt＋θB）と表すことができる。
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、最も近いものを次の（1）～（5）のうちから一つ選べ。
- ア：0.8 イ：71 ウ：0
- ア：0.8 イ：100 ウ：π／4
- ア：1.5 イ：71 ウ：π／4
- ア：1.5 イ：100 ウ：0
- ア：1.5 イ：71 ウ：0
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この過去問の解説 （2件）
01
電流帰還バイアス回路の電圧値に関する問題です。
(ア)図2において、vi(t) ＝ 0とした時のベース電圧vB(t)の直流分VBを求めます。
14[kΩ]と2[kΩ]、12[V]の閉回路において分圧の法則を用いてVBを求めます。
VB ＝ { (2×103) / (2×103＋14×103) } × 12
＝ { (2×103) / (16×103) } × 12
＝ 2×12 / 16
＝ 1.5 [V]
(イ)図2のvi(t)、10[μF]、2[kΩ]の閉回路において、
コンデンサのインピーダンスが十分に小さい場合、
vB(t) ＝ vi(t)となり、振幅もAB ＝ Aiとなるため、
AB ＝ 100 [mV]となります。
(ウ) (イ)と同様の理由から、位相差θB ＝ 0 [rad]となります。
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02
電子回路分野の計算問題となります。
各空白箇所は以下のようになります。
（ア）‥1.5
・直流電圧VBを求めるにあたって条件を整理すると、【vi（t）＝0V】とあるので電圧vBは直流電圧源12[V]を抵抗2[kΩ]で分圧した形となります。
VB＝(2×103×12)/(2×103+14×103)＝1.5[V]
（イ）‥100
・問題文より直流電圧源の値が0Vでコンデンサのインピーダンスが2kΩより十分に小さいとあります。この事からコンデンサ10[μF]は無視する事がで、短絡状態となります。よって入力電圧Ai＝100mVがそのまま交流電圧vB（t）にも100mVがかかります。
（ウ）‥0
・上記(イ)よりコンデンサが短絡状態となると抵抗のみの交流回路となるため、位相の遅れはありません。よって初期位相θB＝0radとなります。
以上の組合せとなります。
こちらが適切な解答となります。
この問題は電子回路というよりも、直流回路、交流回路の基礎的な問題とも言えますのであらためて確認しておくことをお薦め致します。
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