2023年度下期「過去問」第三種電気主任技術者（電験三種）理論（問題18/18）
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 \(v_{\mathrm{i}}\) 並びに \(v_{\mathrm{o}}\) はそれぞれ，入力と出力の小信号交流電圧[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－ソース間電圧 \(V_{\mathrm{gs}}\,[\mathrm{V}]\) に対するドレーン電流 \(I_{\mathrm{d}}\,[\mathrm{mA}]\) の特性を示している。抵抗 \(R_{\mathrm{G}}=1\,\mathrm{M}\Omega\)，\(R_{\mathrm{D}}=5\,\mathrm{k}\Omega\)，\(R_{\mathrm{L}}=2.5\,\mathrm{k}\Omega\)，直流電源電圧 \(V_{\mathrm{DD}}=20\,\mathrm{V}\) とするとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。
(a) FET の動作点が図2の点 P となる抵抗 \(R_{\mathrm{S}}\) の値[\(\mathrm{k}\Omega\)]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
(b) 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 \(g_{\mathrm{m}}=6\,\mathrm{mS}\) 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 \(C_{1}\)，\(C_{2}\)，\(C_{\mathrm{S}}\) 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 \(R_{\mathrm{D}}\,[\mathrm{k}\Omega]\)や \(R_{\mathrm{L}}\,[\mathrm{k}\Omega]\)より十分大きいとしている。この増幅回路の電圧増幅度 \(A_{\mathrm{v}}=\left|\dfrac{v_{\mathrm{o}}}{v_{\mathrm{i}}}\right|\) 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。
（一般財団法人 電気技術者試験センター より ）
