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、この回路のトランジスタの各特性が図で示すものであるとき、コレクターエミッタ間の電圧$V_{CE}$は、$\boxed{ }$ボルトとなる。ただし、$R_1$は100オーム、$R_2$は2.4キロオーム、$R_3$は3.5キロオームとする
| ① | 2 |
| ② | 4 |
| ③ | 6 |
| ④ | 8 |
| ⑤ | 10 |
正解 3
まず、$V_{BE}$を求める。
$$V_{BE} = V_{CC} \times \frac{R_1}{R_1 + R_2} = 20 \times \frac{100}{2500} = 0.8V$$
次に、コレクタ電流$I_C$を求める。
図２より、$V_{BE}$が0.8Vの時、$I_{B}$=40μAとなっている。
図３より、$I_{B} = 40$μAの時、$I_C = 4$mAである。
よって、求める$V_{CE}$は以下となる。
$$V_{CE} = V_{CC} － R_3 I_C = 20 － 3.5 \times 4 = 6V$$
ポイント
静特性グラフを使った回路解析の手順を順番に実行することが大切です。
- 分圧回路から $V_{BE}$ を計算: 抵抗の分圧比からベース電圧を求める。
- 入力特性グラフの活用: 求めた $V_{BE}$ からベース電流 $I_B$ を読み取る。
- 出力特性グラフの活用: 該当する $I_B$ のラインからコレクタ電流 $I_C$ を読み取る。
- コレクタ回路のキルヒホッフ適用: $V_{CE} = V_{CC} – I_C R_3$ で最終的な電圧を求める。
重要用語
| 用語 | 解説 |
| 動作点（Operating Point） | 直流バイアスによって決まる、回路が安定して動作しているときの各部の電圧・電流（$V_{BE}, I_B, V_{CE}, I_C$）の値。 |
| ブリーダ抵抗（Divider Resistor） | 電源電圧を分圧して、トランジスタのベースなどに適切なバイアス電圧を供給するための抵抗（ここでは $R_1, R_2$）。 |
| 負荷線（Load Line） | 回路定数（電源電圧や負荷抵抗）によって決定される、コレクタ電圧 $V_{CE}$ とコレクタ電流 $I_C$ の関係を表す直線。 |
