電験三種(第三種電気主任技術者)「理論」のうち、トランジスタとFETの構造・特性の問題です(大分類:電子理論・重要度A)。一問一答8問 → 五肢択一4問の順に解き、解答・解説は各問題の下を開いて確認してください。
一問一答(○×)
重要度:A 難易度:★☆☆
問1:バイポーラトランジスタは、ベース電流でコレクタ電流を制御する電流制御形の素子である。
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正解:○
小さなベース電流で大きなコレクタ電流を制御します(IC=hFE IB)。
重要度:A 難易度:★☆☆
問2:電界効果トランジスタ(FET)は、ゲート電流でドレイン電流を制御する電流制御形の素子である。
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正解:×
FETはゲート電圧(ゲート・ソース間電圧)でドレイン電流を制御する電圧制御形の素子です。ゲート電流はほとんど流れません。
重要度:A 難易度:★☆☆
問3:FETの入力インピーダンスは、バイポーラトランジスタに比べて低い。
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正解:×
FETはゲート電流がほとんど流れないので、入力インピーダンスはバイポーラトランジスタより非常に高くなります。
重要度:A 難易度:★☆☆
問4:FETは、電子と正孔の両方のキャリヤで動作するバイポーラ形の素子である。
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正解:×
FETは多数キャリヤ(nチャネルなら電子、pチャネルなら正孔)だけで動作するユニポーラ形の素子です。電子と正孔の両方が動作に関わるのはバイポーラトランジスタです。
重要度:A 難易度:★★☆
問5:接合形FETは、ゲートに逆方向の電圧を加えて空乏層を広げ、チャネルを狭くすることでドレイン電流を減らす。
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正解:○
ゲートの逆バイアスを大きくすると空乏層が広がってチャネルが狭くなり、ドレイン電流が減ります。
重要度:A 難易度:★★☆
問6:エンハンスメント形MOSFETは、ゲート・ソース間の電圧が0のときにも、ドレイン電流が十分に流れる。
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正解:×
エンハンスメント形は、ゲート電圧が0のときチャネルがなく、ドレイン電流はほとんど流れません。ゲート電圧0で電流が流れるのはデプレッション形です。
重要度:A 難易度:★☆☆
問7:バイポーラトランジスタを増幅に使うときは、ベース・エミッタ間を順方向に、ベース・コレクタ間を逆方向にバイアスする。
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正解:○
ベース・エミッタ間を順バイアスしてキャリヤを注入し、ベース・コレクタ間を逆バイアスしてコレクタに集めます。
重要度:A 難易度:★☆☆
問8:MOSFETは、ゲートとチャネルが直接接触しているので、ゲート電流が大きい。
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正解:×
MOSFETのゲートは酸化膜(絶縁膜)でチャネルから絶縁されているので、ゲート電流はほとんど流れません。
五肢択一
重要度:A 難易度:★☆☆
問9:エミッタ接地の直流電流増幅率hFEが150のトランジスタで、ベース電流が20μAのとき、エミッタ電流〔mA〕の値として、正しいものはどれか。
- 2.98
- 3.00
- 3.02
- 3.04
- 3.20
【第9問:正解と解説】
正解:3
正解は3です。
IC=hFE×IB=150×20μA=3.00mA
IE=IB+IC=0.02+3.00=3.02mA
1:誤り。コレクタ電流からベース電流を引いた値です。
2:誤り。コレクタ電流です。
3:正しい。
4:誤り。ベース電流を2回加えた値です。
5:誤り。ベース電流を0.2mAとして加えた値です。
重要度:A 難易度:★☆☆
問10:あるトランジスタのエミッタ電流が5.05mA、コレクタ電流が5.00mAであった。エミッタ接地の直流電流増幅率hFEの値として、正しいものはどれか。
- 50
- 99
- 100
- 101
- 200
【第10問:正解と解説】
正解:3
正解は3です。
IB=IE−IC=5.05−5.00=0.05mA
hFE=IC/IB=5.00/0.05=100
1:誤り。1/2にした値です。
2:誤り。1を引いた値です。
3:正しい。
4:誤り。IE/IBとした値です。
5:誤り。2倍にした値です。
重要度:A 難易度:★★☆
問11:エミッタ接地のトランジスタで、コレクタ・エミッタ間電圧を一定にしてベース電流を20μAから30μAに増やすと、コレクタ電流が2.0mAから3.2mAに増えた。この範囲の小信号電流増幅率hfeの値として、最も近いものはどれか。
- 1,200
- 120
- 107
- 100
- 12
【第11問:正解と解説】
正解:2
正解は2です。
hfe=ΔIC/ΔIB=(3.2−2.0)mA/(30−20)μA=1.2×10⁻³/10×10⁻⁶=120
1:誤り。桁を誤った値です。
2:正しい。
3:誤り。変化後の直流の比(3.2mA/30μA)です。
4:誤り。変化前の直流の比 IC/IB(2.0mA/20μA)です。
5:誤り。桁を誤った値です。
重要度:A 難易度:★★☆
問12:FETに関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
- MOSFETには、エンハンスメント形とデプレッション形がある。
- デプレッション形MOSFETは、ゲート・ソース間の電圧が0でもドレイン電流が流れる。
- FETの図記号では、チャネルがn形かp形かを矢印の向きで表す。
- nチャネルFETの多数キャリヤは正孔である。
- 接合形FETのゲートには、通常、チャネルとの間が逆方向になる電圧を加える。
【第12問:正解と解説】
正解:4
正解は4です。
1:正しい。
2:正しい。あらかじめチャネルがあるためです。
3:正しい。
4:誤り。nチャネルFETの多数キャリヤは電子です(pチャネルなら正孔)。
5:正しい。逆バイアスで空乏層の広がりを制御します。
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