問題
次の文章の$\boxed{ }$内に、選択肢の中から最も適したものを選び、その番号を記せ。
図に示すトランジスタ回路において、$V_B$を2ボルト、$V_{CC}$を12ボルト、$R_B$を50キロオーム、$R_C$を3キロオーム、ベースとエミッタ間の電圧$V_{BE}$を1ボルトとするとき、コレクタ-エミッタ間の電圧$V_{CE}$は、$\boxed{ }$ボルトである。ただし、直流電流増幅率$h_{FE}$は100とする。
| ① | 2 |
| ② | 4 |
| ③ | 5 |
| ④ | 6 |
| ⑤ | 8 |
正解 4
まず、ベース電流$I_B$を求める。
$$I_B = \frac{V_B － V_{BE}}{R_B} = \frac{2 － 1}{50 \times 10^3} = 0.02 mA$$
電流増幅率$h_{FE} = 100$より、コレクタ電流$I_{C}$は以下となる。
$$I_C = 100 \times 0.02 = 2 mA$$
よって、コレクターエミッタ間電圧$V_{CE}$は以下となる。
$$V_{CE} = V_{CC} － R_C I_C = 12 － 3 \times 10^3 \times 2 \times 10^{-3} = 6 V$$
ポイント
トランジスタの基本的バイアス計算の手順を順番に当てはめることが重要です。
- ベース側回路の電圧平衡式からベース電流 $I_B$ を計算する:$$I_B = \frac{V_B – V_{BE}}{R_B}$$
- 増幅率 $h_{FE}$ を用いてコレクタ電流 $I_C$ を計算する:$$I_C = h_{FE} \times I_B$$
- コレクタ側回路の電圧平衡式から $V_{CE}$ を計算する:$$V_{CE} = V_{CC} – I_C R_C$$
重要用語
| 用語 | 解説 |
| 直流電流増幅率（$h_{FE}$） | ベース電流に対するコレクタ電流の増幅比率（ $I_C / I_B$ ）を表す値。 |
| ベース・エミッタ間電圧（$V_{BE}$） | トランジスタ動作時にベースとエミッタの間に発生する順方向の電圧（ダイオードの順方向降下電圧に相当）。 |
| コレクタ・エミッタ間電圧（$V_{CE}$） | トランジスタのコレクタとエミッタ間の動作電圧。 |
