2023年度 電験3種 下期 - 理論 - 問18(b) 2023年度 下期 理論 問18(b)

図1は、飽和領域で動作する接合形FETを用いた増幅回路を示し、図中の \(v_{i}\) 並びに \(v_{o}\) はそれぞれ、入力と出力の小信号交流電圧 \(\mathrm{[V]}\) を表す。また、図2は、その増幅回路で使用するFETのゲートーソース間電圧 \(V_{gs} \mathrm{[V]}\) に対するドレーン電流 \(I_{d} \mathrm{[mA]}\) の特性を示している。抵抗 \(R_{G}=1 \mathrm{M\Omega}\)、\(R_{D}=5 \mathrm{k\Omega}\)、\(R_{L}=2.5 \mathrm{k\Omega}\)、直流電源電圧 \(V_{DD}=20 \mathrm{V}\) とするとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (選択問題) 図2の特性曲線の点Pにおける接線の傾きを読むことで、FETの相互コンダクタンスが \(g_{m}=6 \mathrm{mS}\) であるとわかる。この値を用いて、増幅回路の小信号交流等価回路をかくと図3となる。ここで、コンデンサ \(C_{1}\)、\(C_{2}\)、\(C_{S}\) のインピーダンスが使用する周波数で十分に小さいときを考えており、FETの出力インピーダンスが \(R_{D} \mathrm{[k\Omega]}\) や \(R_{L} \mathrm{[k\Omega]}\) より十分大きいとしている。 この増幅回路の電圧増幅度 \(A_{v}=\left|\dfrac{v_{o}}{v_{i}}\right|\) の値として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。