問題文
図のように、トランジスタを用いた非安定(無安定) マルチバイブレータ回路の一部分がある。
ここで, S はトランジスタの代わりの動作をするスイッチ, R1 , R2 , R3 は抵抗, C はコンデンサ, VCC は直流電源電圧, Vb はベースの電圧, Vc はコレクタの電圧である。
この回路において,初期条件としてコンデンサ C の初期電荷は零,スイッチ S は開いている状態と仮定する。
a. スイッチSが開いている状態(オフ)のときは、トランジスタ Trのベースには抵抗 \( R_2 \) を介して (ア) の電圧が加わるので、トランジスタ Trは (イ) となっている。 ベースの電圧 \( V_{b} \) は電源電圧 \( V_{CC} \) より低いので、電流 \( i \) は図の矢印“右”の向きに流れてコンデンサCは充電されている。
b. 次に、スイッチSを閉じる (オン)と、その瞬間はコンデンサCに充電されていた電荷でベースの電圧は負となるので、コレクタの電圧 \( V_{c} \) は瞬時に高くなる。 電流は矢印“ (ウ) ”の向きに流れ、コンデンサCは (エ) を始め、やがてベースの電圧は (オ) に変化し、コレクタの電圧 \( V_{c} \) は下がる。
上記の記述中の空白箇所(ア)、(イ)、(ウ)、(エ)及び(オ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
図はタップで拡大できます。
選択肢
Sが開いているとき、ベースは抵抗 \( R_2 \) を介して \( V_{CC} \)(**正**)に接続されるため、トランジスタは **オン** 状態です。
Sを閉じると、コンデンサの左側が接地されます。コンデンサは充電されていたため、右側(ベース側)の電位は \( 0 - V_{charge} \approx -V_{CC} \) となり負になります。
このとき、\( V_{CC} \) から \( R_2 \) を通して電流が流れ込み、コンデンサの電荷を打ち消す方向(図の矢印 **左** 向き)に電流が流れます。これは負の電位を上昇させる動作(広義の放電、あるいは逆方向への充電)であり、ベース電圧は **負から正** へと回復していきます。しきい値を超えるとTrは再びオンになります。