電験三種 H21年 理論 問13(半導体)

電験三種 H21年 理論 問13(半導体)

問 13 
図1にソース設置のFET増幅器の静特性に注目した回路を示す。

この回路のFETのドレーン-ソース間電圧 $V_{DS}$ とドレーン電流 $I_D$ の特性は、図2に示す。

図1の回路において、ゲート-ソース間電圧 $V_{GS}=-0.1$ [V] のとき、ドレーン-ソース間電圧 $V_{DS}$ [V] 、ドレーン電流 $I_D$ [mA] の値として、最も近いものを組み合わせたのは次のうちどれか。

ただし、直流電源電圧 $E_2=12$ [V] 、負荷抵抗 $R=1.2$ [kΩ] とする。


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解 答

問題文から$V_{GS}$=-0.1[V] の曲線の場合の動作点は、$I_D$≒6[mA] 付近と思われる。

これを前提に$V_{DS}$ を計算すると、

$V_{DS}$=12-1.2×6.0=4.8[V]になります。

答え(1)、(5)の$I_D$=5.0及び8.4[mA]の場合、明らかに

$V_{GS}$=-0.1[V]の曲線に交わらないので、動作点にはならないことがわかる。

答え(2)の$I_D$=5.8の場合、$V_{DS}$=12-1.2×5.8=5.04[V]となり、答えにある3[V]とは一致しない。

答え(3)の$I_D$=6.5の場合、$V_{DS}$=12-1.2×6.5=4.20[V]となり、答えにある4.2[V]と一致するが、$V_{GS}$=-0.1[V]の曲線とは交わらないので、動作点にはならない。

以上のことから、動作点と見なせるのは、(4)の$V_{DS}$=4.8[V]、

$I_D$=6.0[mA]となります。

正解は(4)