第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和6年度(2024年)下期
問13 (理論 問13)
問題文
図1は、固定バイアス回路を用いた、R
Bの値が未知のエミッタ接地トランジスタ増幅回路である。図2は、この増幅回路で用いているトランジスタのコレクタ-エミッタ間電圧V
CEとコレクタ電流I
Cとの関係を予め調べ示した静特性である。ただし、五つのベース電流の値I
B[μA]のみに対する曲線であり、増幅回路の負荷抵抗RLの負荷線も重ねて示している。今、増幅回路の動作点を測定したところV
CE=3.0Vであった。抵抗R
Bの値[MΩ]として最も近いものを次のうちから一つ選べ。
ただし、ベース-エミッタ間電圧V
BEを0.7Vとしてよい。なお、C
1、C
2は結合コンデンサであり、V
CCは直流電圧源である。
付箋
付箋は自分だけが見れます(非公開です)。
このページは閲覧用ページです。
履歴を残すには、 「新しく出題する(ここをクリック)」 をご利用ください。
問題
第三種電気主任技術者(電験三種)試験 令和6年度(2024年)下期 問13(理論 問13) (訂正依頼・報告はこちら)
図1は、固定バイアス回路を用いた、RBの値が未知のエミッタ接地トランジスタ増幅回路である。図2は、この増幅回路で用いているトランジスタのコレクタ-エミッタ間電圧VCEとコレクタ電流ICとの関係を予め調べ示した静特性である。ただし、五つのベース電流の値IB[μA]のみに対する曲線であり、増幅回路の負荷抵抗RLの負荷線も重ねて示している。今、増幅回路の動作点を測定したところVCE=3.0Vであった。抵抗RBの値[MΩ]として最も近いものを次のうちから一つ選べ。
ただし、ベース-エミッタ間電圧VBEを0.7Vとしてよい。なお、C1、C2は結合コンデンサであり、VCCは直流電圧源である。
次の問題へ
この過去問の解説 (3件)
01
トランジスタの静特性を利用した回路演算に関する計算問題です。
◆VCCを求めます
下図の赤線の閉回路において、キルヒホッフの法則から式を立てると
VCC=VCE+RLIC
=5+RL✕0 ※図2よりVCE=5[V]の時、IC=0[A]
=5[V]
◆RBを求めます
青線の閉回路からRBを求めます。
VCC=RBIB+VBE
5=5✕10-6✕RB+0.7
5✕10-6✕RB=5-0.7
RB=(5-0.7)/5✕10-6
=0.86✕106[Ω]
=0.86[MΩ]
以上より、最も近い選択肢は0.9[MΩ]となります。
※IB=5[μA]は、IBの曲線が2[μA]刻みになっていることに着目して、1本曲線を足し、おおよその推定値として利用しています。
参考になった数5
この解説の修正を提案する
02
トランジスタ増幅回路において、回路内抵抗を求める問題です。
図2の直流負荷線をメインに考えます。
VCE=0のときIC=3[mA]、IC=0のときVCE=5[V]なので、
電源電圧=5[V]、負荷抵抗RL=5/3=1.67[kΩ]
となります。
VCEが3[V]のとき、
IC=(V-VCE)/RL=(5-3)/1.67=1.2[mA]
と求められます。
図2の静特性より、IC=1.2[mA]に対応するIB=5[μA]
となります。
問題分より、VBE=0.7[V]が与えられているので、
IB=(V-VBE)/RB
RB=(5-0.7)/5[μA]=0.86[MΩ]
と求められます。
よって、0.9[MΩ]が正です。
参考になった数2
この解説の修正を提案する
03
エミッタ接地トランジスタ増幅回路に関する問題です。
コレクターエミッタ間電圧VCEとコレクタ電流ICとの関係は静特性をとります。
しかし、5つのベース電流の値IBのみに対する曲線であり、増幅回路の負荷抵抗RLの負荷線も重なって示されています。
増幅回路の動作点を測定した結果はVCE₌3.0Vであり、ベースーエミッタ間電圧VBEは0.7Vとして考えます。
C1、C2は結合コンデンサ、VCCは直流電圧源として考えます。
その時の、抵抗RBとしての値を求めます。
図2からトランジスタのコレクターエミッタ間電圧は、5.0Vであり、IBは動作点3.0Vと曲線との交点で5.0×10‐6となります。
ICは0mA となります。
そこから、Vcc₌VCE+Rl×IC=5+Rl×0₌5
VCC=RBIB+VBE
5₌RB×5.0×10-6+0.7
5-0.7₌5×10-6RB
RB=4.3/5×10-6
=8.6×10-7
よって約0.9MΩとなります。
誤:計算結果と異なります。
正:計算結果と合致します。
誤:計算結果と異なります。
誤:計算結果と異なります。
誤:計算結果と異なります。
トランジスタに関する複雑な問題でした。
問題から拾い上げる数値やグラフから見て取る数値などがあって、どれがどのように扱えばいいかを、整理しながら計算しなければならない為に、混乱しないようにしていきましょう。
参考になった数0
この解説の修正を提案する
前の問題(問12)へ
令和6年度(2024年)下期 問題一覧
次の問題(問14)へ