電験三種 平成24年度(2012) 理論 問18(a) 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は，飽和領域で動作する接合形FETを用いた増幅回路を示し，図中の $v_{\mathrm{i}}$ 並びに $v_{\mathrm{o}}$ はそれぞれ，入力と出力の小信号交流電圧[V]を表す。また，図2は，その増幅回路で使用するFETのゲート-ソース間電圧 $V_{\mathrm{gs}}$[V]に対するドレーン電流 $I_{\mathrm{d}}$[mA]の特性を示している。抵抗 $R_{\mathrm{G}} = 1$[MΩ]，$R_{\mathrm{D}} = 5$[kΩ]，$R_{\mathrm{L}} = 2.5$[kΩ]，直流電源電圧 $V_{\mathrm{DD}} = 20$[V]とするとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。
(a) FETの動作点が図2の点Pとなる抵抗 $R_{\mathrm{S}}$[kΩ]の値として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) 0.1
- (2) 0.3
- (3) 0.5
- (4) 1
- (5) 3
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正解は(4)
使う公式
オームの法則 $V = RI$（ソース抵抗の電圧 $R_{\mathrm{S}} I_{\mathrm{d}}$ が、ゲートとソースの間の電圧の大きさになる）
解説
【考え方】ゲートの電圧は 0 V、ソースの電圧は $R_{\mathrm{S}} I_{\mathrm{d}}$ です。この差が $V_{\mathrm{gs}}$ になるので、点 P の値から $R_{\mathrm{S}}$ を出します。
■1 ゲートとソースの電圧
ゲートは $R_{\mathrm{G}}$ を通して 0 V（接地）につながっています。
ゲートには電流がほとんど流れないので、ゲートの電圧は 0 V です。
ソースは、$R_{\mathrm{S}}$ にドレーン電流 $I_{\mathrm{d}}$ が流れるので、$R_{\mathrm{S}} I_{\mathrm{d}}$ だけ高くなります。
だから、$V_{\mathrm{gs}} = 0 - R_{\mathrm{S}} I_{\mathrm{d}}$ です。
■2 点 P の値を読む
$V_{\mathrm{gs}} = -1.8\,\mathrm{V}$
$I_{\mathrm{d}} = 1.8\,\mathrm{mA} = 1.8 \times 10^{-3}\,\mathrm{A}$
■3 計算する
$R_{\mathrm{S}} = \dfrac{1.8}{1.8 \times 10^{-3}} = 1\,000\,\Omega = 1\,\mathrm{k\Omega}$
答えは(4)ピヨ。
出典：平成24年度（2012） 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)