図はあるエミッタ接地トランジスタの静特性を示す。この特性より、ベース電流 \(I_{B}=40\mu\text{A}\)、コレクタ・エミッタ間の電圧 \(V_{CE}=6\text{V}\) における電流増幅率 \(h_{fe}\) の値及び出力インピーダンス \(\dfrac{1}{h_{oe}}\) \([\Omega]\) の値の組合せとして、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
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(1)
\(h_{fe}=80\), \(\dfrac{1}{h_{oe}}=30000\)
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(2)
\(h_{fe}=100\), \(\dfrac{1}{h_{oe}}=10000\)
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(3)
\(h_{fe}=100\), \(\dfrac{1}{h_{oe}}=20000\)
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(4)
\(h_{fe}=200\), \(\dfrac{1}{h_{oe}}=10000\)
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(5)
\(h_{fe}=200\), \(\dfrac{1}{h_{oe}}=20000\)
要点
正解は(2)。静特性図から \(I_B=40\mu\text{A},\ V_{CE}=6\text{V}\) の点を読み、まず \(I_C\approx4\text{mA}\) から \(h_{fe}=100\) を求める問題です。次に同じ曲線の傾きから \(\Delta V_{CE}/\Delta I_C\approx10000\Omega\) と読めるので、組合せは (2) になります。
詳細解説
この問題では、特性図の一点読みと傾き読みを分けて考えることがポイントです。
まず、グラフの \(V_{CE}=6\text{V}\) の位置で \(I_B=40\mu\text{A}\) の特性曲線を読むと、
\[
I_C \approx 4\text{mA}
\]
である。したがって、電流増幅率は
\[
h_{fe}=\frac{I_C}{I_B}
=\frac{4\times 10^{-3}}{40\times 10^{-6}}
=100
\]
となる。
次に、出力インピーダンス \(1/h_{oe}\) は、\(I_B\) 一定の特性曲線の傾きの逆数で求める。
たとえば \(I_B=40\mu\text{A}\) の曲線では、グラフから
\[
V_{CE}=2\text{V} \text{ で } I_C \approx 3.6\text{mA}, \quad
V_{CE}=6\text{V} \text{ で } I_C \approx 4.0\text{mA}
\]
と読めるので、
\[
\Delta V_{CE}=4\text{V}, \quad \Delta I_C \approx 0.4\text{mA}
\]
である。よって、
\[
\frac{1}{h_{oe}}=\frac{\Delta V_{CE}}{\Delta I_C}
=\frac{4}{0.4\times 10^{-3}}
=10000\ \Omega
\]
となる。
したがって、正しい組合せは (2) である。
