電験三種 令和8年度(2026) 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のトランジスタによる小信号増幅回路について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし，各抵抗は，$R_{\mathrm{A}} = 100\,\mathrm{k\Omega}$，$R_{\mathrm{B}} = 600\,\mathrm{k\Omega}$，$R_{\mathrm{C}} = 5\,\mathrm{k\Omega}$，$R_{\mathrm{D}} = 1\,\mathrm{k\Omega}$，$R_{\mathrm{o}} = 200\,\mathrm{k\Omega}$である。$C_1$，$C_2$は結合コンデンサで，$C_3$はバイパスコンデンサである。また，$V_{\mathrm{CC}} = 12$ Vは直流電源電圧，$V_{\mathrm{be}} = 0.6$ Vはベース−エミッタ間の直流電圧とし，$v_{\mathrm{i}}$[V]は入力小信号電圧，$v_{\mathrm{o}}$[V]は出力小信号電圧とする。 (b) 小信号増幅回路の交流等価回路は，結合コンデンサ及びバイパスコンデンサのインピーダンスを無視することができる周波数において，一般に，図2の簡易等価回路で表される。 ここで，$i_{\mathrm{b}}$[A]はベースの信号電流，$i_{\mathrm{c}}$[A]はコレクタの信号電流で，この回路の電圧増幅度$A_{\mathrm{v0}}$は下式となる。 $A_{\mathrm{v0}} = \left|\dfrac{v_{\mathrm{o}}}{v_{\mathrm{i}}}\right| = \dfrac{h_{\mathrm{fe}}}{h_{\mathrm{ie}}} \cdot \dfrac{R_{\mathrm{C}} R_{\mathrm{o}}}{R_{\mathrm{C}} + R_{\mathrm{o}}}$　……① また，コンデンサ$C_1$のインピーダンスの影響を考慮するための等価回路は，$R_{\mathrm{A}}$，$R_{\mathrm{B}} \gg h_{\mathrm{ie}}$と考えられるとき，図3である。 このとき，入力小信号電圧のある周波数において，図3を用いて得られた電圧増幅度が①式で示す電圧増幅度の$\dfrac{1}{\sqrt{2}}$となった。この周波数[Hz]の大きさとして，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 ただし，エミッタ接地の小信号電流増幅率$h_{\mathrm{fe}} = 120$，入力インピーダンス$h_{\mathrm{ie}} = 3 \times 10^3\,\Omega$，コンデンサ$C_1$の静電容量$C_1 = 10\,\mu\mathrm{F}$とする。 （図は，上が図2，下が図3です。）