39PM53｜第39回 臨床工学技士国家試験 過去問

正答

2

この問題のポイント

この問題では、バイポーラトランジスタの特性曲線の読み取りが問われています。

図には、次の3つのグラフが示されています。

• 入力特性：V_BE から I_B を読む
• 電流伝達特性：I_B から I_C を読む
• 出力特性：I_B と I_C から V_CE を読む

順番にグラフをたどることが重要です。

解説

図の回路は、エミッタ接地のバイポーラトランジスタ回路です。

求めたいのは V_CE です。問題文で与えられているのは V_BE = 0.6 V なので、まず入力特性からベース電流 I_B を読み取ります。

1. 入力特性から I_B を読む

入力特性のグラフでは、横軸が V_BE［V］、縦軸が I_B［μA］です。

V_BE = 0.6 V の位置を読むと、

• I_B = 20 μA

となります。

2. 電流伝達特性から I_C を読む

次に、電流伝達特性を使います。

電流伝達特性では、横軸が I_B［μA］、縦軸が I_C［mA］です。

I_B = 20 μA の位置を読むと、

• I_C = 10 mA

となります。

3. 出力特性から V_CE を読む

最後に、出力特性を使います。

出力特性では、横軸が V_CE［V］、縦軸が I_C［mA］です。また、曲線ごとに I_B の値が示されています。

ここでは、

• I_B = 20 μA の曲線
• I_C = 10 mA の位置

を確認します。

I_B = 20 μA の曲線上で I_C = 10 mA となる点を読むと、

• V_CE = 4 V

となります。

したがって、正答は 2．4 です。

図で見るポイント
この問題は、1つのグラフだけで解くのではなく、入力特性 → 電流伝達特性 → 出力特性の順に読み取ります。

V_BE = 0.6 V から I_B を求め、次に I_C を求め、最後に V_CE を読み取る流れです。

ひっかけポイント
V_BE = 0.6 V だけを見て、すぐに V_CE を選ぶことはできません。トランジスタの動作点は、ベース電流とコレクタ電流を経由して決まります。

選択肢の確認

1．誤り。
V_CE = 2 V では、出力特性の I_B = 20 μA の曲線上で I_C = 10 mA となる点と合いません。

2．正しい。
入力特性から V_BE = 0.6 V のとき I_B = 20 μA、電流伝達特性から I_C = 10 mA と読み取れます。出力特性で I_B = 20 μA、I_C = 10 mA の点を読むと V_CE = 4 V です。

3．誤り。
V_CE = 6 V では、I_B = 20 μA の曲線上で I_C が10 mAより大きくなります。指定された動作点とは一致しません。

4．誤り。
V_CE = 8 V では、出力特性上の I_C がさらに大きくなります。I_C = 10 mA の条件に合いません。

5．誤り。
V_CE = 10 V は、図の出力特性の右端に近い値ですが、I_B = 20 μA、I_C = 10 mA の動作点ではありません。

覚えるポイント

• バイポーラトランジスタでは、V_BE → I_B → I_C → V_CEの順に考えます。
• 入力特性は、V_BE と I_B の関係を示します。
• 電流伝達特性は、I_B と I_C の関係を示します。
• 出力特性は、I_B ごとの I_C と V_CE の関係を示します。
• グラフ問題では、横軸・縦軸・単位を先に確認します。
• この問題では、V_BE = 0.6 V → I_B = 20 μA → I_C = 10 mA → V_CE = 4 V です。