電験三種 令和4年度(2022) 上期 理論 問18(a) 過去問解説

問18(a) 《電子回路(バイアス回路の式)》
(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。 (a) 次の①式,②式及び③式は,図1,図2及び図3のいずれかの回路のベース・エミッタ間の電圧 $V_{\mathrm{BE}}$ を示す。 $V_{\mathrm{BE}} = V_{\mathrm{B}} - I_{\mathrm{E}} \cdot R_{\mathrm{E}}$ …① $V_{\mathrm{BE}} = V_{\mathrm{CC}} - I_{\mathrm{B}} \cdot R$ …② $V_{\mathrm{BE}} = V_{\mathrm{CC}} - I_{\mathrm{B}} \cdot R - I_{\mathrm{E}} \cdot R_{\mathrm{C}}$ …③ 上記の式と図の組合せとして,正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
問18(a)の図
  1. (1) ①図1 ②図2 ③図3
  2. (2) ①図2 ②図3 ③図1
  3. (3) ①図3 ②図1 ③図2
  4. (4) ①図1 ②図3 ③図2
  5. (5) ①図3 ②図2 ③図1
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正解は(3)
解説
【考え方】ベースまでの「電圧の道すじ」をたどり、通った抵抗の電圧降下(電圧の下がり分)を引いていきます。 ■1 ②の式 $V_{\mathrm{CC}} - I_{\mathrm{B}}R$ 電源から抵抗 R を1本通ってベースへ行く形です。 いちばん簡単な図1の回路(固定バイアス)です。→ ② 図1 ■2 ③の式 $V_{\mathrm{CC}} - I_{\mathrm{B}}R - I_{\mathrm{E}}R_{\mathrm{C}}$ 電源から $R_{\mathrm{C}}$ を通り、そのあと R を通ってベースへ行く形です。 $R_{\mathrm{C}}$ にはコレクタ電流とベース電流の両方が流れます。 $I_{\mathrm{C}} + I_{\mathrm{B}} = I_{\mathrm{E}}$ なので、$R_{\mathrm{C}}$ の電圧降下は $I_{\mathrm{E}}R_{\mathrm{C}}$ です。これは図2の回路(自己バイアス)です。→ ③ 図2 ■3 ①の式 $V_{\mathrm{B}} - I_{\mathrm{E}}R_{\mathrm{E}}$ ベース電圧 $V_{\mathrm{B}}$ から、エミッタ側の $R_{\mathrm{E}}$ の電圧を引く形です。 エミッタに $R_{\mathrm{E}}$ がある図3の回路(電流帰還バイアス)です。→ ① 図3 答えは(3)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(a)