電験三種 平成29年度(2017) 理論 問13 過去問解説
図1は，固定バイアス回路を用いたエミッタ接地トランジスタ増幅回路である。図2は，トランジスタの五つのベース電流 $I_{\mathrm{B}}$ に対するコレクタ－エミッタ間電圧 $V_{\mathrm{CE}}$ とコレクタ電流 $I_{\mathrm{C}}$ との静特性を示している。この $V_{\mathrm{CE}}$-$I_{\mathrm{C}}$ 特性と直流負荷線との交点を動作点という。図1の回路の直流負荷線は図2のように与えられる。動作点が $V_{\mathrm{CE}} = 4.5\,\mathrm{V}$ のとき，バイアス抵抗 $R_{\mathrm{B}}$ の値[MΩ]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，ベース－エミッタ間電圧 $V_{\mathrm{BE}}$ は，直流電源電圧 $V_{\mathrm{CC}}$ に比べて十分小さく無視できるものとする。なお，$R_{\mathrm{L}}$ は負荷抵抗であり，$C_1$，$C_2$ は結合コンデンサである。
- (1) 0.5
- (2) 1.0
- (3) 1.5
- (4) 3.0
- (5) 6.0
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正解は(3)
使う公式
オームの法則 $R_{\mathrm{B}} = \dfrac{V_{\mathrm{CC}}}{I_{\mathrm{B}}}$（R_B：バイアス抵抗[Ω]、V_CC：電源電圧[V]、I_B：ベース電流[A]（$V_{\mathrm{BE}}$ は無視））
解説
【考え方】グラフから、電源電圧 VCC と、動作点のベース電流 IB を読み取ります。
■1 グラフを読む
直流負荷線が横軸と交わる点は、電流0のときです。このとき RL で電圧が下がらないので、$V_{\mathrm{CE}} = V_{\mathrm{CC}}$ です。だから $V_{\mathrm{CC}} = 9\,\mathrm{V}$ です。
$V_{\mathrm{CE}} = 4.5\,\mathrm{V}$ の点で負荷線を見ると、$I_{\mathrm{C}} = 1.5\,\mathrm{mA}$ です。ここを通る線は $I_{\mathrm{B}} = 6\,\mathrm{\mu A}$ です。
■2 RB を求める
RB には、電源から VCC がかかります（$V_{\mathrm{BE}}$ は小さいので無視します）。この電圧で IB が流れます。
μA は $10^{-6}$ A なので、$I_{\mathrm{B}} = 6\,\mathrm{\mu A} = 6 \times 10^{-6}\,\mathrm{A}$ です。
$R_{\mathrm{B}} = \dfrac{9}{6 \times 10^{-6}}$
$= 1.5 \times 10^6\,\Omega$
$1\,\mathrm{M\Omega} = 10^6\,\Omega$ なので、$1.5\,\mathrm{M\Omega}$ です。
答えは(3)ピヨ。
直流負荷線が横軸と交わる点は、電流0のときです。このとき RL で電圧が下がらないので、$V_{\mathrm{CE}} = V_{\mathrm{CC}}$ です。だから $V_{\mathrm{CC}} = 9\,\mathrm{V}$ です。
$V_{\mathrm{CE}} = 4.5\,\mathrm{V}$ の点で負荷線を見ると、$I_{\mathrm{C}} = 1.5\,\mathrm{mA}$ です。ここを通る線は $I_{\mathrm{B}} = 6\,\mathrm{\mu A}$ です。
■2 RB を求める
RB には、電源から VCC がかかります（$V_{\mathrm{BE}}$ は小さいので無視します）。この電圧で IB が流れます。
μA は $10^{-6}$ A なので、$I_{\mathrm{B}} = 6\,\mathrm{\mu A} = 6 \times 10^{-6}\,\mathrm{A}$ です。
$R_{\mathrm{B}} = \dfrac{9}{6 \times 10^{-6}}$
$= 1.5 \times 10^6\,\Omega$
$1\,\mathrm{M\Omega} = 10^6\,\Omega$ なので、$1.5\,\mathrm{M\Omega}$ です。
答えは(3)ピヨ。
出典：平成29年度（2017） 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13