令和7年度 秋期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前II 問題 問10

バイポーラトランジスタが能動領域で直流増幅しているときの動作の説明として,適切なものはどれか。ここで,ベース(B)からエミッタ(E)に流れる電流をIBI_B,コレクタ(C)からエミッタに流れる電流をICI_C,ベースーエミッタ間の電圧をVBEV_{BE},コレクターエミッタ間の電圧をVCEV_{CE}とする。

図表: bb_8_1
図の説明テキスト

NPN型バイポーラトランジスタの回路図。

  • ベース(B)、コレクタ(C)、エミッタ(E)の端子がある。
  • ベースからトランジスタへ向かう電流の矢印に「IB」と付記されている。
  • コレクタからトランジスタへ向かう電流の矢印に「IC」と付記されている。
  • ベースとエミッタ間の電圧を示す矢印に「VBE」と付記されている。
  • コレクタとエミッタ間の電圧を示す矢印に「VCE」と付記されている。
解答・解説

正解: ア. IBI_Bの変化に正比例してICI_Cが変化する。

バイポーラトランジスタが能動領域で動作しているとき、ベース・エミッタ間は順バイアス、コレクタ・ベース間は逆バイアスとなっています。この状態では、ベース電流 IBI_B をわずかに流すと、それに比例して大きなコレクタ電流 ICI_C が流れるという電流増幅作用が生じます。

関係式としては、IC=hFE⋅IBI_C = h_{FE} \cdot I_B (hFEh_{FE} は直流電流増幅率)と表され、IBI_B の変化に正比例して ICI_C が変化することが特徴です。

各選択肢の解説

  • ア: 正解。バイポーラトランジスタの電流増幅作用により、IBI_B の変化に正比例して ICI_C が変化します。
  • イ: 誤り。コレクタ・エミッタ間電圧 VCEV_{CE} は、外部回路や電源電圧によって決まり、IBI_B の変化に正比例する関係にはありません。
  • ウ: 誤り。コレクタ電流 ICI_C は、ベース・エミッタ間電圧 VBEV_{BE} に対して指数関数的に変化します。
  • エ: 誤り。VCEV_{CE} は外部回路に依存して変化するため、VBEV_{BE} の変化に正比例する関係にはありません。

Spineチーム