電験三種　H29年　理論　問13　問題と解説

問１３

図１は、固定バイアス回路を用いたエミッタ接地トランジスタ増幅回路である。
図２は、トランジスタの五つのベース電流 \(I_B\) に対するコレクタ-エミッタ間電圧 \(V_{CE}\) とコレクタ電流 \(I_C\) との静特性を示している。この \(V_{CE}-I_C\) 特性と直流負荷線との交点を動作点という。

図１の回路の直流負荷線は図２のように与えられる。動作点が \(V_{CE}=4.5V\) のとき、バイアス抵抗 \(R_B\) の値 [MΩ] 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、ベース-エミッタ間電圧 \(V_{BE}\) は、直流電源電圧 \(V_{CC}\) に比べて十分小さく無視できるものとする。
なお、\(R_L\) は負荷抵抗であり、\(C_1,C_2\) は結合コンデンサである。

＜解答例＞

問１３

図Aのループ１の回路から
\(V_{CC}=R_BI_B+V_{BE}\cdots\)(1)

問題文から
\(V_{BE} \ll V_{CC}\) なので \(V_{BE}≒0\) とすると
\(V_{CC}≒R_BI_B\cdots\)(2)

●\(V_{CE}=4.5 V\) のときのバイアス抵抗 \(R_B\) を求めます

図Bの「直流負荷線」から
\(I_C=0 A\) のときの \(V_{CE}=9 V\) なので
\(V_{CE}=V_{CC}=9 V\) になります。

また、\(V_{CE}=4.5 V\) のときの \(I_B\) は
\(I_B=6\) [μA] になります。

(2)式を変形して
\(R_B=\cfrac{V_{CC}}{I_B}=\cfrac{9}{6×10^{-6}}\)

\(R_B=1.5×10^6=1.5\)　[MΩ]

正解は（３）になります。