【基礎】《電子回路》（R1-第2回-問2（2））トランジスタ増幅回路について

問題

図1に示すトランジスタ増幅回路においてベースーエミッタ間に正弦波の入力信号電圧$V_1$を加えたとき、コレクタ電流$I_C$が図2に示すように変化した。$I_C$とコレクターエミッタ間の電圧$V_{CE}$との関係が図3のように表されるとき、$V_1$の振幅を100ミリボルトとすれば、電圧増幅度は、$\boxed{　　　}$である。

①	20
②	30
③	40
④	50
⑤	60

正解　1

$V_{CE}$の電圧変化分を求めればよい。

図２より$I_C$の基準値は2mAであるため、図３より$I_C = 2$mAに対する$V_{CE}$は4Vとなっている。
また、図２より$I_C$がピークの3mAの時、図３より$I_C = 3$mAに対する$V_{CE}$は2Vとなっている。

このことより、$\Delta V_{CE} = 4 – 2 = 2$Vとなる。

したがって、求める電圧増幅度Aは以下となる。

$$A = \frac{\Delta V_{CE}}{\Delta V_1} = \frac{2}{0.1} = 20$$

ポイント

増幅度の定義とグラフからの読み取り手順を押さえることがポイントです。

• 電圧増幅度: $A_v = \frac{\text{出力信号の振幅}}{\text{入力信号の振幅}} = \frac{V_2}{V_1}$
• 位相の反転: エミッタ接地増幅回路では、入力電圧が上がるとコレクタ電流が増加し、コレクターエミッタ間電圧 $V_{CE}$ は低下（逆位相）しますが、増幅度の大きさ（絶対値）を計算する際はそれぞれの「振幅の比」を求めます。

重要用語

用語	解説
電圧増幅度（Voltage Gain）	入力交流電圧の振幅に対する出力交流電圧の振幅の倍率。
負荷線（Load Line）	電源電圧と負荷抵抗によって決まる、コレクタ電流 $I_C$ と電圧 $V_{CE}$ の関係を表す直線。
交流振幅	交流信号が中心値（直流バイアス値）から最大または最小へ変化する幅（ピーク値）。