2012年度 理論 問18(b)

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$v_{i}$ 並びに $v_{o}$ 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のゲートーソース間電圧 $V_{gs}$ [V] に対するドレーン電流 $I_{d}$ [mA]の特性を示している。抵抗 $R_{G}=1$ [MΩ], $R_{D}=5$ [kΩ], $R_{L}=2.5$ [kΩ], 直流電源電圧 $V_{DD}=20$ [V] とするとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

図2の特性曲線の点Pにおける接線の傾きを読むことで、FETの相互コンダクタンスが $g_m = 6$ [mS] であるとわかる。この値を用いて、増幅回路の小信号交流等価回路をかくと図3となる。ここで、コンデンサ $C_{1}, C_{2}, C_{S}$ のインピーダンスが使用する周波数で十分に小さいときを考えており、FETの出力インピーダンスが $R_{D}$ [kΩ], $R_{L}$ [kΩ] より十分大きいとしている。この増幅回路の電圧増幅度 $A_{v}=\left|\dfrac{v_{o}}{v_{i}}\right|$ 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。