第三種電気主任技術者・2022年度 下期・理論

2022年度 下期 理論 問18(a)

図1の回路は、電流帰還バイアス回路に結合容量を介して、微小な振幅の交流電圧を加えている。この入力電圧の振幅が Ai=100mV A_{i}=100 \mathrm{mV} 、角周波数が ω=10000rad/s \omega=10000 \mathrm{rad/s} で、時刻 t t [s] に対して vi(t)=Aisin⁡ωt v_{i}(t)=A_{i}\sin \omega t と表されるとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

次の文章は、電圧 vB(t) v_{B}(t) に関する記述である。
トランジスタのベース端子に流れ込む電流 iB(t) i_{B}(t) が十分に小さいとき、ベース端子を切り離しても2kΩの抵抗の電圧は変化しない。そこで、図2の回路で考え、さらに重ね合わせの理を用いることで、電圧 vB(t) v_{B}(t) を求める。まず、vi(t)=0V v_{i}(t)=0 \mathrm{V} とすることで、直流電圧 VB=(ア) V_{B} = (\text{ア}) Vが求められる。次に、直流電圧源の値を0Vとし、コンデンサのインピーダンスが2kΩより十分に小さいと考えると、交流電圧 vB(t) v_{B}(t) の振幅 AB≈(イ) A_{B} \approx (\text{イ}) mVと初期位相 θB≈(ウ) \theta_{B} \approx (\text{ウ}) rad が求められる。
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、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

2022年度 下期 理論 問18(a)の問題図1

出典:第三種電気主任技術者 2022年度 下期 理論 問18(a)

回答を選ぶ

選択すると結果を表示

見直しを保存するには、設定で端末内の記録をONにしてください。

次の問題へ →
正答・解説を確認する

正答:(4)

要点

正解は(4)。ベース電流を無視できるので、直流のベース電位は抵抗分圧で 1.5V1.5V になります。結合コンデンサの交流インピーダンスが十分小さいため、交流成分は入力と同相で100mVです。

詳細解説を読む

ベース電流を十分小さいとみなすと、直流は分圧で決まる。よって
VB=12×22+14=1.5 V V_{\mathrm{B}}=12\times \dfrac{2}{2+14}=1.5\ \mathrm{V}
また交流は結合コンデンサのインピーダンスが十分小さい設定なので、ベース点の交流成分は入力とほぼ同じで、振幅は 100 mV100\ \mathrm{mV}、位相差は 0 rad0\ \mathrm{rad} となる。

関連問題

考え方を確認する補足解説