B問題
下期
電験三種 理論 2022年度 下期 問18(b)
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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Ai =100mV,角周波数がω=10000 rad/sで,時刻t[s]に対してvi(t)[mV]がvi(t)= Aisinωtと表されるとき,次の(a)及び(b)の問に答えよ。図 2 (b)図1の回路の電圧vC(t)を求め,適当な定数VC, AC,θCを用いてvC(t)=VC+ACsin(ωt+θC)と表す。VC, AC,θCに最も近い値の組合せを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。ただし,ベース・エミッタ間電圧は常に0.7Vであると近似して考えてよい。VC[V] AC[V] θC[rad]
正解と解説
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正解 4
7 0.6 π
小問(a)よりVB=1.5Vで、ベース・エミッタ間電圧0.7Vを引くとエミッタ電位は0.8V、図1の0.8kΩに流れる直流エミッタ電流は0.8/0.8k = 1mAです。コレクタ電流もほぼ1mAなので、直流分はVC = 12 − 5k×1mA = 7V となります。交流分については、エミッタ電位がベース電位にほぼ等しく追従するため交流エミッタ電流の振幅は100mV/0.8kΩ = 0.125mA、コレクタ側の5kΩでの電圧振幅は AC = 0.125mA×5kΩ ≒ 0.6V となり、コレクタ電位は入力と逆位相に振れるのでθC = πです。