36PM54｜第36回 臨床工学技士国家試験 過去問

正答

3

公式正答は 3 です。正答内容は （図中の選択肢3） です。

この問題のポイント

クランプ回路は交流波形を半波だけ切り出す整流回路ではなく、波形の形とピーク・ツー・ピーク値を保ったまま直流レベルを移動させる回路です。ダイオードの向きから、入力の負の頂点を0 Vへ固定する上方クランプと判断します。

解説

定常状態では、入力が負の頂点になったときダイオードが順方向に導通し、出力の最小値が0 Vに固定されるようコンデンサが充電されます。その後ダイオードが遮断している間は、コンデンサに保持された電圧が入力へ重なるため、正弦波全体が上方へ移動します。

入力の振幅をVₘ、理想ダイオードの順方向電圧を0とすると、入力の−Vₘ〜+Vₘという2Vₘのピーク・ツー・ピーク値を保ったまま、出力は0〜2Vₘになります。負の頂点が0 Vに接する図中の選択肢3が正答です。

選択肢の確認

選択肢1：（図中の選択肢1）

正答ではありません。 入力と同じく0 Vを中心に正負へ振れる、直流シフトのない元波形です。本回路ではコンデンサが充電され、負の頂点が0 Vになるよう波形全体が上方へ移動します。

選択肢2：（図中の選択肢2）

正答ではありません。 正の頂点を0 Vへ固定して波形全体を下方へ移す、極性が反対のクランプ波形です。図1のダイオードの向きでは負の頂点が0 Vに固定されます。

選択肢3：（図中の選択肢3）

正答です。 波形の最低値が0 V、最高値が2Vₘとなり、入力と同じ形・同じ2Vₘのピーク・ツー・ピーク値を保ったまま上方へシフトしています。

選択肢4：（図中の選択肢4）

正答ではありません。 正の半周期だけを残す半波整流の波形です。クランプ回路は負の半周期を切り捨てるのではなく、波形全体の直流レベルを移動させます。

選択肢5：（図中の選択肢5）

正答ではありません。 負の半周期だけを残す半波整流の波形です。本問の出力は半周期だけにはならず、入力正弦波全体が0〜2Vₘへ移動します。

覚えるポイント

• クランプ回路は波形の形とピーク・ツー・ピーク値を保ち、直流レベルを移します。
• 本回路は負の頂点を0 Vに固定するため、出力範囲は0〜2Vₘです。
• 半波整流は半周期を除去し、クランプは波形全体を移動させる点で区別します。