平成23年度理論問18

図1のトランジスタによる小信号増幅回路について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，各抵抗は，

R_{\mathrm {A}}=100 \ \mathrm {[k\Omega ]}

，

R_{\mathrm {B}}=600 \ \mathrm {[k\Omega ]}

，

R_{\mathrm {C}}=5 \ \mathrm {[k\Omega ]}

，

R_{\mathrm {D}}=1 \ \mathrm {[k\Omega ]}

，

R_{\mathrm {o}}=200 \ \mathrm {[k\Omega ]}

である。

\mathrm {C}_{\mathrm {1}}

，

\mathrm {C}_{\mathrm {2}}

は結合コンデンサで，

\mathrm {C}_{\mathrm {3}}

はバイパスコンデンサである。また，

V_{\mathrm {CC}}=12 \ \mathrm {[V]}

は直流電源電圧，

V_{\mathrm {be}}=0.6 \ \mathrm {[V]}

はベース－エミッタ間の直流電圧とし，

v_{\mathrm {i}} \ \mathrm {[V]}

は入力小信号電圧，

v_{\mathrm {o}} \ \mathrm {[V]}

は出力小信号電圧とする。問題画像

(a)　小信号増幅回路の直流ベース電流

I_{\mathrm {b}} \ \mathrm {[A]}

が抵抗

R_{\mathrm {A}}

，

R_{\mathrm {C}}

の直流電流

I_{\mathrm {A}} \ \mathrm {[A]}

や

I_{\mathrm {C}} \ \mathrm {[A]}

に比べて十分に小さいものとしたとき，コレクタ－エミッタ間の直流電圧

V_{\mathrm {ce}} \ \mathrm {[V]}

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。　(1)　

1.1

　　(2)　

1.7

　　(3)　

4.5

　　(4)　

5.3

　　(5)　

6.4

(b)　小信号増幅回路の交流等価回路は，結合コンデンサ及びバイパスコンデンサのインピーダンスを無視することができる周波数において，一般に，図2の簡易等価回路で表される。問題画像

ここで，

i_{\mathrm {b}} \ \mathrm {[A]}

はベースの信号電流，

i_{\mathrm {c}} \ \mathrm {[A]}

はコレクタの信号電流で，この回路の電圧増幅度

A_{\mathrm {v0}}

は下式となる。

\begin{aligned} A_{\mathrm {v0}}&=\left| \frac {v_{\mathrm {0}}}{v_{\mathrm {i}}}\right| =\frac {h_{\mathrm {fe}}}{h_{\mathrm {ie}}}\cdot \frac {R_{\mathrm {C}}R_{\mathrm {o}}}{R_{\mathrm {C}}+R_{\mathrm {o}}}　　・・・・・・・・・・・・・・　① \\ \end{aligned}

また，コンデンサ

\mathrm {C}_{\mathrm {1}}

のインピーダンスの影響を考慮するための等価回路を図3に示す。問題画像

このとき，入力小信号電圧のある周波数において，図3を用いて得られた電圧増幅度が①式で示す電圧増幅度の

\displaystyle \frac {1}{\sqrt {2}}

となった。この周波数

\mathrm {[Hz]}

の大きさとして，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，エミッタ接地の小信号電流増幅率

h_{\mathrm {fe}}=120

，入力インピーダンス

h_{\mathrm {ie}}=3\times 10^{3} \ \mathrm {[\Omega ]}

，コンデンサ

\mathrm {C}_{\mathrm {1}}

の静電容量

C_{\mathrm {1}}=10 \ \mathrm {[\mu F]}

とする。　(1)　

1.2

　　(2)　

1.6

　　(3)　

2.1

　　(4)　

5.3

　　(5)　

7.9

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正解：(4)

(b) の解答を表示する (b) の解答を非表示にする

正解：(4)

出典：平成23年度第三種電気主任技術者試験　理論科目

電子理論（電子回路） ★★★★★

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