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18(b)
理論
エミッタホロワ回路に関する問題
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(選択問題)
エミッタホロワ回路について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。
(b) 図2は，エミッタホロワ回路の交流等価回路である。ただし，使用する周波数において図1の二つのコンデンサのインピーダンスが十分に小さい場合を考えている。ここで，hie＝2.5 kΩ，hfe＝300であり，REは小問(a)で求めた値とする。入力インピーダンスvi／iiの値[kΩ]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，viとiiはそれぞれ図2に示す入力電圧と入力電流である。
- 12.0
- 215
- 380
- 4300
- 5750
答えと解説
✓ これが正解12.0
解説
R₁R₂／(R₁＋R₂)＝2 kΩと約800 kΩの並列で、約2.0 kΩです。
エミッタホロワ回路の入力インピーダンスは、交流等価回路の入力端子から見た抵抗です。図2では、入力端子の間にR₁R₂／(R₁＋R₂)の抵抗と、hieからREへ向かう通り道とが並列になっています。
トランジスタ側の通り道を求めます。REにはベース電流ibと電流源の電流hfe ibが合わさった(1＋hfe)ibが流れるので、vi＝hie ib＋RE(1＋hfe)ibです。ベースから見た抵抗はvi／ib＝hie＋(1＋hfe)RE＝2.5＋301×2.65≒800 kΩとなります。REは(a)で求めた2.65 kΩで、2.7 kΩを使っても約815 kΩです。
バイアスの抵抗はR₁R₂／(R₁＋R₂)＝3×6／9＝2 kΩです。入力インピーダンスは2 kΩと約800 kΩの並列で、2×800／802≒1.995 kΩ、つまり約2.0 kΩです。
別の見方で確かめます。並列の合成抵抗は小さいほうの抵抗より小さくなり、片方が他方よりずっと大きければ、小さいほうにほぼ等しくなります。800 kΩは2 kΩの400倍なので、入力インピーダンスはほぼ2 kΩと見当がつき、計算と合います。
エミッタホロワではトランジスタ側の抵抗が(1＋hfe)REで大きくなり、全体の入力インピーダンスはバイアスの抵抗で決まりやすい、と押さえておくのが要点です。
ほかの選択肢の解説
- 215：15 kΩの由来は導けません。入力インピーダンスは、入力端子の間に並列に入っている2 kΩのバイアスの抵抗より大きくなることはないので、15 kΩはありえない値です。
- 380：80 kΩの由来も導けません。入力端子の間には2 kΩのバイアスの抵抗が直接つながっていて、全体の入力インピーダンスはこれより小さくなるため、80 kΩにはなりません。
- 4300：300はhfeの値そのもので、抵抗の値ではありません。入力インピーダンスは2 kΩのバイアスの抵抗と、トランジスタ側の約800 kΩとの並列で、約2.0 kΩです。
- 5750：750 kΩは、hfe×hie＝300×2.5を計算した値です。ベースから見た抵抗はhie＋(1＋hfe)REで、さらに2 kΩのバイアスの抵抗が並列に入るため、入力インピーダンスは約2.0 kΩです。
出典：令和7年度上期第三種電気主任技術者試験 理論 問18(b)（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。
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