第三種電気主任技術者・2022年度 上期・理論

2022年度 上期 理論 問18(b)

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、VCC V_{CC} は電源電圧、VB V_B はベース電圧、IB I_B はベース電流、IC I_C はコレクタ電流、IE I_E はエミッタ電流、R,RB,RC R, R_B, R_C 及び RE R_E は抵抗を示す。

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 IC I_C の関係について述べたものである。
a 温度上昇により hFE h_{FE} が増加すると IC I_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 hFE h_{FE} の変化により IC I_C が増加しようとすると、VB V_B はほぼ一定であるから VBE V_{BE} が減少するので、IC I_C や IE I_E の増加を妨げるように働く。IC I_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 hFE h_{FE} の変化により IC I_C が増加しようとすると、RC R_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 VCE V_{CE} が低下する。これにより R R の電圧が減少し IB I_B が減少するので、IC I_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。

2022年度 上期 理論 問18(b)の問題図1

出典:第三種電気主任技術者 2022年度 上期 理論 問18(b)

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正答:(4)

要点

正解は(4)。温度上昇で hFEh_{FE} が増えたとき、固定バイアスは ICI_C が増えやすく安定度が悪くなります。エミッタ抵抗やコレクタ抵抗による負帰還の有無で回路を見分けます。

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温度上昇でhFEh_{\mathrm{FE}}が増えるとIC=hFEIBI_{\mathrm{C}}=h_{\mathrm{FE}}I_{\mathrm{B}}がそのまま増えやすい固定バイアス(図1)が安定度が悪いので(ア)=図1。
VBV_{\mathrm{B}}がほぼ一定でRER_{\mathrm{E}}により負帰還がかかり安定度は良いが,電流が流れやすく損失が増えがちな電流帰還バイアス(図3)が(イ)。
ICI_{\mathrm{C}}増加でRCR_{\mathrm{C}}の電圧降下が増え,結果としてIBI_{\mathrm{B}}が減ってICI_{\mathrm{C}}増加を抑える自己バイアス(図2)が(ウ)。よって(4)。

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