令和5年度 春期 午前 問22

✓ これが正解ア0V を底として山が 2 つ並び，山と山の間は 0V の平らな線になる波形

解説

負の側だけが零ボルトに抑えられた波形です。

設問は、上下に振れる電圧波形を抵抗とダイオードの回路に入れたときの出力電圧の波形を、四つから選ばせています。見分けの軸は、電流を一方向にしか通さないという性質が出力のどちら側にはたらくか、という一点です。ダイオードは出力の線と接地のあいだに縦に入っていて、接地の側が陽極、出力の側が陰極になっています。出力電圧が正のあいだはこの向きで電流が流れないため、回路は開いたままとなり、抵抗に電圧降下が生じず入力がそのまま現れます。出力電圧が負へ向かうと導通し、順電圧を零ボルトとする断りがあるので短絡と同じになって、出力電圧は零ボルトに押さえ付けられます。したがって正の半周期の山は残り、負の半周期は平らな線になります。山と平らが交互に並ぶ形が求める波形です。

ほかの選択肢はなぜ違うのか

• イ0V の平らな線から下へ谷が 1 つだけ…：零ボルトの線から下へ落ち込みが出る形です。抑えられる側が反対になっており、この回路のように陽極を接地の側へ向けた向きでは、下側が残ることはありません。
• ウ0V より上の平らな線から下へ谷が 1 …：零ボルトより高い位置の平らな線から、下へ落ち込みが出る形です。抑えられる側が反対であるうえ、短絡したときに現れる電位とも合わず、平らな部分の高さが説明できません。
• エ0V を底として山が 3 つ隙間なく並ぶ…：隙間なく山が続く形です。負の半周期を捨てるのではなく折り返したときに現れる波形で、素子を一つ置いた回路では作れず、ブリッジの形に四つ組み合わせるなどの工夫が必要です。