第三種電気主任技術者・2025年度 上期・理論

2025年度 上期 理論 問18(b)

エミッタホロワ回路について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

図2は、エミッタホロワ回路の交流等価回路である。ここで、hie=2.5kΩh_{ie}=2.5\text{k}\Omega, hfe=300h_{fe}=300 であり、RER_{E} は小問(a)で求めた値とする。入力インピーダンスの値 [kΩ][\text{k}\Omega] として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

2025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 2025年度 上期 理論 問18(b)

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正答:(1)

要点

正解は(1)。エミッタホロワ単体の入力インピーダンスは非常に大きくなりますが、実際の入力端子からは R1∥R2=2kΩR_1\parallel R_2=2\text{k}\Omega が並列に見えます。したがって全体の入力インピーダンスは約 2kΩ\Omega となり、(1) が正しいです。

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この問題では、トランジスタ単体の入力インピーダンスと、入力端子から見える全体の入力インピーダンスを区別することがポイントです。

エミッタホロワのベース側から見た入力インピーダンスは、
Ztr=hie+(1+hfe)RE Z_{tr}=h_{ie}+(1+h_{fe})R_E
で近似できる。ここに hie=2.5kΩh_{ie}=2.5\text{k}\Omega, hfe=300h_{fe}=300, RE≈2.65kΩR_E \approx 2.65\text{k}\Omega を代入すると、
Ztr=2.5+(1+300)×2.65≈800kΩ Z_{tr}=2.5+(1+300)\times 2.65 \approx 800\text{k}\Omega
となり、トランジスタ単体としては非常に大きい。

一方、入力端子からはバイアス抵抗 R1R_1 と R2R_2 も交流的には接地側に見えるので、
RB=R1∥R2=3kΩ∥6kΩ=2kΩ R_B = R_1 \parallel R_2 = 3\text{k}\Omega \parallel 6\text{k}\Omega = 2\text{k}\Omega
となる。全体の入力インピーダンスは
Zin=Ztr∥RB Z_{in}=Z_{tr}\parallel R_B
であり、ZtrZ_{tr} が RBR_B より十分大きいから、
Zin≈2kΩ Z_{in}\approx 2\text{k}\Omega
となる。よって、(b) は (1) である。

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