電子回路22【電験3種 理論】固定バイアス回路のバイアス抵抗RBを負荷線から求める！平成29年度 A問題13 完全解説

今回は平成29年度 理論科目 A問題13を解説します。固定バイアス回路のエミッタ接地増幅回路で、直流負荷線（図2）と動作点V_CE=4.5Vから、バイアス抵抗R_Bを求める問題です。

直流負荷線の両端（V_CE軸との交点＝V_CC、I_C軸との交点＝V_CC/R_L）から電源電圧を読み、動作点のI_Bを特性曲線から読み取ります。固定バイアスはV_CC＝R_BI_B＋V_BEで決まります。

出題のポイント

平成29年度 理論科目 A問題13：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 【電子理論（電子回路）】 平成29年度 A問題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5つのベース電流I_Bに対するV_CE−I_C静特性を示し、この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[MΩ]を求める。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し、R_Lは負荷抵抗、C₁・C₂は結合コンデンサである。

動作点がV_CE=4.5Vのとき、バイアス抵抗R_Bの値[MΩ]（V_BEはV_CCに比べ十分小さく無視）として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

（1）0.5　（2）1.0　（3）1.5　（4）3.0　（5）6.0 MΩ

ポイント解説：負荷線からVCC、動作点のIBでRB=VCC/IB

直流負荷線は図2で、V_CE軸との交点がV_CC=9V（I_C=0のとき）、I_C軸との交点が3mA（V_CE=0のとき）。動作点V_CE=4.5Vでは負荷線上の I_C＝1.5mA。この点（V_CE=4.5V、I_C=1.5mA）を通る特性曲線はI_B=6μA。

固定バイアス回路のベース回路は V_CC＝R_BI_B＋V_BE。V_BEを無視すると R_B＝V_CC/I_B＝9/(6×10⁻⁶)＝1.5×10⁶Ω＝1.5MΩ。よって答えは(3)。

問題の解説

STEP1　負荷線からVCC

負荷線のVCE軸交点がVCC=9V、IC軸交点が3mA。

STEP2　動作点のIB

VCE=4.5VでIC=1.5mA→特性曲線からIB=6μA。

STEP3　RBを求める

RB=VCC/IB=9/(6×10⁻⁶)=1.5MΩ。(3)。

答え：(3)

まとめ

VCC	負荷線のVCE軸交点=9V
動作点	VCE=4.5V→IC=1.5mA
IB	IC=1.5mAの曲線→6μA
RB	VCC/IB=9/6μ=1.5MΩ→(3)

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