【トラ技ジュニア検定① 正答と解説】回路図を読み解く！ バイポーラ・トランジスタの電流/電圧増幅回路
トラ技ジュニア No.44（2021年冬号）p.39に掲載した「【トラ技ジュニア検定①】回路図を読み解く！ バイポーラ・トランジスタの電流/電圧増幅回路」の解答を掲載します．
問題文および図については，誌面にてご確認ください．
宮崎 仁
[正解]
ア
[解説]
図2の回路は，入力電圧Vinが負（Vin＜0V）のときは，ベース電流IBが流れる方向とは逆向きの電圧なので，IBは流れず，コレクタ電流ICも流れません．Vin≧0でも，ベース-エミッタ間電圧VBE＝0.7Vより低ければIBはほぼ流れず，コレクタ電流ICもほぼ流れません．いずれの場合も，出力電圧Voutは5Vを保ちます．
Vin＞0.7Vのとき，Vin－0.7Vに比例し，R1＝20kΩに反比例するIBが流れます．それによってICが流れて抵抗R2で電圧降下IC×R2を生じますが，この電圧降下は電源電圧の5Vを超えません（Voutは負にならない）．したがって，ICの最大値は5V/1kΩ＝5mAであり，そのときVout＝5V－5V＝0V，IB＝IC/β＝50μA，Vin＝IB×R1＋0.7V＝1.7Vとなります．
Vinを1.7Vより大きくしていくと，IBは増加しますがICは5mAで頭打ちとなり（トランジスタの飽和動作），Voutはほぼ0Vを保ちます．
解答群を見ていきます．
ア Vin＝0のときはIB＝0，したがってIC＝0なので抵抗R2の電圧降下はなく，Vout＝5Vとなります（アは正しい）．
イ 0≦Vin≦0.7Vの範囲ではVoutはほぼ5Vを保ちます．0.7V＜Vin≦1Vの範囲ではVin＝0.7VのときVout＝5V，Vin＝1VのときVout＝3.5Vとなります．すなわち，Vinを0Vから1Vまで直線的に変化させたとき，Voutは折れ線となります（イは誤り）．
ウ Vinとして0Vを中心に振幅±0.1Vの正弦波を入力すると，Vin≦0のときは逆方向なのでIBが流れず，ICも流れません．Voutはほぼ5Vを保ちます．Vin≧0でも0.7Vに達しないのでやはりIBが流れず，ICも流れません．Voutはほぼ5Vを保ちます（ウは誤り）．
エ Vin＝5Vを入力すると，トランジスタは飽和動作となり，コレクタ電流は5mAで頭打ちで，Voutはほぼ0Vとなります（エは誤り）．
