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第三種電気主任技術者「理論」の過去問をランダムに出題

問題

図1に示すエミッタ接地トランジスタ増幅回路について、次の問に答えよ。
ただし、IB[µA]、lC[mA]はそれぞれベースとコレクタの直流電流であり、ib[µA]、ic[mA]はそれぞれの信号分である。また、VBE[V]、VCE[V]はそれぞれベース−エミッタ間とコレクタ−エミッタ間の直流電圧であり、vbe[V]、vce[V]はそれぞれの信号分である。さらに、vi[V]、vo[V]はそれぞれ信号の入力電圧と出力電圧、VCC[V]はバイアス電源の直流電圧、R1[kΩ]とR2[kΩ]は抵抗、C1[F]、C2[F]はコンデンサである。なお、R2=1kΩであり、使用する信号周波数においてC1、C2のインピーダンスは無視できるほど十分小さいものとする。

下記トランジスタの動作点において、図1の回路に交流信号電圧viを入力すると、最大値10µAの交流信号電流ibと動作点での直流電流IB(30μA)の和がベース(B)に流れた。このとき、図2の出力特性を使って求められる出力交流信号電圧v0(=vce)の最大値[V]として、最も近いものを次の選択肢の中から一つ選べ。
ただし、動作点付近においてトランジスタの出力特性は直線で近似でき、信号波形はひずまないものとする。
問題文の画像
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1
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1.5
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2.5
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3
( 第三種 電気主任技術者試験 令和2年度(2020年) 理論 )

この過去問の解説 (1件)

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正解は3です。

問題文より、
この回路において、VCE = 1/2 × VCC = 6 [V]の動作点で、交流信号電圧 Vi を入力すると、 交流信号電流 ib = 10 [μA] (最大値)と、直流電流 IB = 30 [μA] の和がベース(B)に流れます。

図2のトランジスタの出力特性より、
ibが±10 [μA]変化するとき、icは±2.0 [mA]変化します。

出力交流信号V0は、V0 = VCEであり、抵抗R2での電圧降下が変化した分になります。

これよりV0の最大値 V0maxは、下記の式で求めることができます。
 V0max = ic × R2
    = (2.0 × 10-3) ×(1 × 103)
    = 2.0 [V]

よって、正解は 3 の「2.0」となります。

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