電子回路12【電験3種理論】電流帰還バイアス増幅回路のベース電圧とコレクタ電圧を求める！令和4年度下期 B問題18 完全解説

2026年7月15日

電験3種理論科目【電磁気（電子回路）】令和4年度下期 B問題18 (a)V_B=分圧1.5V・A_B=100mV・θ_B=0、(b)V_C=7V・A_C=0.6V・θ_C=π（逆位相）

今回は令和4年度下期理論科目 B問題18を解説します。電流帰還バイアス増幅回路に微小な交流電圧を加えたとき、(a)ベース電圧v_B(t)の直流分・交流分、(b)コレクタ電圧v_C(t)を求める問題です。

(a)はベース電流を無視して分圧でV_Bを求め、コンデンサを通る交流はそのまま重畳します。(b)はV_E=V_B-V_BEからエミッタ電流を出し、V_C=V_CC-R_C・I_Cを計算。交流はR_Cで反転（θ_C=π）します。

出題のポイント

令和4年度下期理論科目 B問題18：問題文と選択肢

まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

電験3種理論科目電子回路令和4年度下期 B問題18 問題文 — 令和4年度下期理論科目 B問題18 問題文

電験3種理論科目【電子理論（電子回路）】令和4年度下期 B問題18

　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A_i=100mV、角周波数がω=10000rad/sで、時刻t[s]に対してv_i(t)[mV]がv_i(t)=A_isinωtと表されるとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

（a）ベース電流i_B(t)が抵抗を流れる電流より十分小さいとき、ベース端子には2kΩと14kΩの電圧比で決まる直流電圧V_B=(ア)Vが加わる。エミッタ電位を0Vとし、コンデンサのインピーダンスが2kΩより十分小さいと考えると、交流電圧v_B(t)の振幅A_B=(イ)mVと初期位相θ_B=(ウ)radが求められ、v_B(t)=V_B+A_Bsin(ωt+θ_B)と表せる。(ア)〜(ウ)の組合せとして最も近いものを次の(1)〜(5)から一つ選べ。

(ア) (イ) (ウ)
(1) 0.8 71 0
(2) 0.8 100 π/4
(3) 1.5 71 π/4
(4) 1.5 100 0
(5) 1.5 71 0

（b）図1の回路の電圧v_C(t)を求め、定数V_C、A_C、θ_Cを用いてv_C(t)=V_C+A_Csin(ωt+θ_C)と表す。V_C、A_C、θ_Cに最も近い値の組合せを次の(1)〜(5)から一つ選べ。ただし、ベース-エミッタ間電圧は常に0.7Vと近似してよい。

V_C[V] A_C[V] θ_C[rad]
(1) 5 0.6 0
(2) 5 6 0
(3) 5 6 π
(4) 7 0.6 π
(5) 7 6 π

	(ア)	(イ)	(ウ)
(1)	0.8	71	0
(2)	0.8	100	π/4
(3)	1.5	71	π/4
(4)	1.5	100	0
(5)	1.5	71	0

	V_C[V]	A_C[V]	θ_C[rad]
(1)	5	0.6	0
(2)	5	6	0
(3)	5	6	π
(4)	7	0.6	π
(5)	7	6	π

図1　電流帰還バイアス増幅回路（14kΩ・2kΩ分圧、R_C=5kΩ、R_E=0.8kΩ、V_CC=12V）（問題図）

ポイント解説：(a)V_B=分圧1.5V・A_B=100mV・θ_B=0、(b)V_C=7V・A_C=0.6V・θ_C=π

（a）ベース電流を無視できるので、直流のベース電圧は分圧で決まる。V_B=V_CC×R₂/(R₁+R₂)=12×2/(14+2)=1.5V（(ア)）。結合コンデンサのインピーダンスが十分小さいので入力の交流はそのままベースに伝わり、振幅A_B=100mV（(イ)）、位相はずれないので θ_B=0（(ウ)）。よって(a)は(4)。

（b）直流：エミッタ電圧V_E=V_B-V_BE=1.5-0.7=0.8V。エミッタ電流I_E=V_E/R_E=0.8/0.8k=1mA≒I_C。コレクタ直流電圧V_C=V_CC-R_CI_C=12-5k×1m=7V。交流：エミッタ抵抗が非バイパスなのでv_E≒v_B、交流エミッタ電流=100mV/0.8k=0.125mA。コレクタ交流電圧の振幅A_C=R_C×0.125m=5k×0.125m=0.625≒0.6V。コレクタは反転するので θ_C=π。よって(b)は(4)。