問題文
図1の回路は、電流帰還バイアス回路に結合容量を介して、微小な振幅の交流電圧を加えている。この入力電圧の振幅が \( A_{i}=100 \mathrm{mV} \)、角周波数が \( \omega=10000 \mathrm{rad/s} \) で、時刻 \( t \) [s] に対して \( v_{i}(t)=A_{i}\sin \omega t \) と表されるとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。
次の文章は、電圧 \( v_{B}(t) \) に関する記述である。
トランジスタのベース端子に流れ込む電流 \( i_{B}(t) \) が十分に小さいとき、ベース端子を切り離しても2kΩの抵抗の電圧は変化しない。そこで、図2の回路で考え、さらに重ね合わせの理を用いることで、電圧 \( v_{B}(t) \) を求める。まず、\( v_{i}(t)=0 \mathrm{V} \) とすることで、直流電圧 \( V_{B} = (\text{ア}) \) Vが求められる。次に、直流電圧源の値を0Vとし、コンデンサのインピーダンスが2kΩより十分に小さいと考えると、交流電圧 \( v_{B}(t) \) の振幅 \( A_{B} \approx (\text{イ}) \) mVと初期位相 \( \theta_{B} \approx (\text{ウ}) \) rad が求められる。
上記の記述中の空白箇所 (ア)~(ウ) に当てはまる組合せとして、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
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選択肢
ベース電流を十分小さいとみなすと、直流は分圧で決まる。よって
\[
V_{\mathrm{B}}=12\times \dfrac{2}{2+14}=1.5\ \mathrm{V}
\]
また交流は結合コンデンサのインピーダンスが十分小さい設定なので、ベース点の交流成分は入力とほぼ同じで、振幅は \(100\ \mathrm{mV}\)、位相差は \(0\ \mathrm{rad}\) となる。