電験三種 令和4年度(2022) 上期 理論 問18(b) 過去問解説
（選択問題：問17または問18のどちらか1問を解く）
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(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし，$V_{\mathrm{CC}}$ は電源電圧，$V_{\mathrm{B}}$ はベース電圧，$I_{\mathrm{B}}$ はベース電流，$I_{\mathrm{C}}$ はコレクタ電流，$I_{\mathrm{E}}$ はエミッタ電流，$R$，$R_{\mathrm{B}}$，$R_{\mathrm{C}}$ 及び $R_{\mathrm{E}}$ は抵抗を示す。
(b) 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 $I_{\mathrm{C}}$ との関係について述べたものである。
ただし，$h_{\mathrm{FE}}$ は直流電流増幅率を表す。
a 温度上昇により $h_{\mathrm{FE}}$ が増加すると $I_{\mathrm{C}}$ 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 $h_{\mathrm{FE}}$ の変化により $I_{\mathrm{C}}$ が増加しようとすると，$V_{\mathrm{B}}$ はほぼ一定であるから $V_{\mathrm{BE}}$ が減少するので，$I_{\mathrm{C}}$ や $I_{\mathrm{E}}$ の増加を妨げるように働く。$I_{\mathrm{C}}$ 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 $h_{\mathrm{FE}}$ の変化により $I_{\mathrm{C}}$ が増加しようとすると，$R_{\mathrm{C}}$ 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 $V_{\mathrm{CE}}$ が低下する。これにより R の電圧が減少して $I_{\mathrm{B}}$ が減少するので，$I_{\mathrm{C}}$ 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。
- (1) (ア) 図1 (イ) 図2 (ウ) 図3
- (2) (ア) 図2 (イ) 図3 (ウ) 図1
- (3) (ア) 図3 (イ) 図1 (ウ) 図2
- (4) (ア) 図1 (イ) 図3 (ウ) 図2
- (5) (ア) 図2 (イ) 図1 (ウ) 図3
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正解は(4)
解説
【考え方】図1＝固定バイアス、図2＝自己バイアス、図3＝電流帰還バイアスです。それぞれのしくみと文章 a〜c を合わせます。
■1 (ア) 安定度が悪い回路
図1は、$I_{\mathrm{B}}$ が電源と R だけでほぼ決まってしまいます。
温度が上がって $h_{\mathrm{FE}}$（電流を何倍にするか）がふえると、$I_{\mathrm{C}} = h_{\mathrm{FE}}I_{\mathrm{B}}$ もそのままふえます。
おさえるしくみがないので、安定度が悪いです。→ (ア) 図1
■2 (イ) $V_{\mathrm{B}}$ がほぼ一定で、電力損失が大きい回路
図3は、2つの抵抗で $V_{\mathrm{B}}$ をほぼ一定に作り、エミッタに $R_{\mathrm{E}}$ があります。
$I_{\mathrm{E}}$ がふえると $R_{\mathrm{E}}$ の電圧が上がり、$V_{\mathrm{BE}}$ が下がって電流のふえ方をおさえます。
ただ、$V_{\mathrm{B}}$ を作る抵抗にはいつも電流が流れるので、電力損失が大きくなります。→ (イ) 図3
■3 (ウ) コレクタの電圧が下がって $I_{\mathrm{B}}$ が減る回路
図2は、コレクタから R を通してベースに電流を流しています。
$I_{\mathrm{C}}$ がふえると $R_{\mathrm{C}}$ の電圧降下がふえ、コレクタの電圧 $V_{\mathrm{CE}}$ が下がります。
すると R を流れる $I_{\mathrm{B}}$ が減り、$I_{\mathrm{C}}$ のふえ方がおさえられます。→ (ウ) 図2
答えは(4)ピヨ。
出典：令和4年度（2022） 上期 第三種電気主任技術者試験（電気技術者試験センター）理論 問18(b)