要点
正解は(3)。特性図から値を読み取り、定義式に当てはめてパラメータを求める問題です。小問ごとに使う式と条件を切り分けて考えると整理しやすいです。復習では、図から読む量と式で求める量を分けて言い直せるか確認すると定着しやすいです。
詳細解説
この問題の論点は、問題文の条件から使う関係式や判断基準を素早く選べるかという点です。最初に問題文の条件を固定し、どの式や用語で判定するかを決めると全体が追いやすくなります。
ベース電流の変化幅は、\(30 \pm 10\) µA、すなわち \(20\) µA ~ \(40\) µA となる。
図2より、
\(I_B = 40\) µA のとき、\(I_C \approx 8\) mA。
\(I_B = 20\) µA のとき、\(I_C \approx 4\) mA。
コレクタ電流の信号分(振幅)は、\((8 - 4)/2 = 2\) mA。
出力電圧(信号分)の最大値 \(v_o\) は、負荷抵抗 \(R_2 = 1\) kΩ における電圧降下の変化分であるから、
\(v_o = i_c R_2 = 2 \text{ mA} \times 1 \text{ k}\Omega = 2.0\) V。
小問がある場合は、途中結果をそのまま次に使えるか、条件が切り替わっていないかを確認してから進めると崩れにくいです。
この問題から学ぶべきことは、保存則や比例関係を先に決めてから計算や比較に入る、という順番です。