令和7年度上期第三種電気主任技術者試験 理論(電気技術者試験センター)問13
理論
電流増幅率に関する問題
選択肢を押すと、その場で答え合わせ。電験三種の過去問 400問を、解説つき・無料・登録不要で続けて解けます。
図はあるエミッタ接地トランジスタの静特性を示す。この特性より,ベース電流IB=40 μA,コレクタ・エミッタ間の電圧VCE=6 Vにおける電流増幅率hfe(又はβ)の値及び出力インピーダンス1/hoe(又はr₀)の値[Ω]の組合せとして,正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
| hfe | 1/hoe | |
|---|---|---|
| (1) | 80 | 30 000 |
| (2) | 100 | 10 000 |
| (3) | 100 | 20 000 |
| (4) | 200 | 10 000 |
| (5) | 200 | 20 000 |
- 1hfe 80 1/hoe 30 000
- 2hfe 100 1/hoe 10 000
- 3hfe 100 1/hoe 20 000
- 4hfe 200 1/hoe 10 000
- 5hfe 200 1/hoe 20 000
答えと解説
✓ これが正解2hfe 100 1/hoe 10 000
解説
グラフからhfe=100、1/hoe=10 000 Ωと読み取れます。
エミッタ接地トランジスタの電流増幅率hfeは、ベース電流の変化に対するコレクタ電流の変化の比ΔIC/ΔIBです。hoeはVCEの変化に対するICの変化の比ΔIC/ΔVCEで、出力インピーダンスはその逆数1/hoeです。どちらも静特性のグラフから読み取ります。
VCE=6 Vの縦の線で読むと、IB=20 μAで2.0 mA、40 μAで4.0 mA、60 μAで6.0 mAです。IB=40 μAの前後で変化をとると、hfe=(6.0-2.0)×10⁻³/(40×10⁻⁶)=100です。直流の比IC/IB=4.0×10⁻³/(40×10⁻⁶)でも100となり、同じ値です。
IB=40 μAの曲線のゆるやかな直線部分では、VCE=2 VでIC≒3.6 mA、10 VでIC≒4.4 mAです。hoe=(4.4-3.6)×10⁻³/8=1×10⁻⁴ Sで、1/hoe=10 000 Ωです。検算として6 Vと10 Vの間で読むと、(4.4-4.0)×10⁻³/4=1×10⁻⁴ Sとなり、同じ値です。
したがってhfe=100、1/hoe=10 000 Ωの組合せが正解です。hfeは縦に並ぶ曲線の間隔、hoeは1本の曲線の傾き、と読み分けるのが要点です。
ほかの選択肢の解説
- 1hfe 80 1/hoe 30 000:hfe=80とすると、IB=40 μAでのICは3.2 mAになるはずですが、グラフのVCE=6 Vでは4.0 mAです。1/hoe=30 000 Ωも曲線の傾きから求まる10 000 Ωと合わず、どちらの値も由来は導けません。
- 3hfe 100 1/hoe 20 000:hfe=100は合っていますが、1/hoe=20 000 Ωは傾き0.05 mA/Vに当たり、8 Vの変化でICが0.4 mAしか増えない曲線になります。グラフでは2 Vから10 Vで0.8 mA増えます。
- 4hfe 200 1/hoe 10 000:1/hoe=10 000 Ωは合っていますが、hfe=200ではIB=40 μAのICが8.0 mAになります。グラフで8.0 mAになるのはIB=80 μAの曲線で、40 μAの曲線は4.0 mAです。
- 5hfe 200 1/hoe 20 000:hfe=200はIB=40 μAでIC=8.0 mAとなる値で、グラフの4.0 mAと合いません。1/hoe=20 000 Ωも、曲線の傾きから求まる10 000 Ωの2倍で、どちらも読み取りと合いません。
出典:令和7年度上期第三種電気主任技術者試験 理論 問13(電気技術者試験センター)。1問ずつ解ける形に加工しています(B問題の共通の文と図を小問ごとに複写・図と式を問題冊子から切り出して画像で掲載・1行で書ける式を字に書き直し)。解説は当サイト独自のもので、電気技術者試験センターとは関係ありません。
同じ分野の問題
この解説に誤りを見つけたら教えてください。直して、直した記録を残します。誤りを報告する(メールが開きます)