ぴよパス第三種電気主任技術者試験 電子理論と電気計測 練習問題 第8問: 起電力 12 V の直流電源の正極から、抵抗 R₁ = 1.0 kΩ を経て節点 a へつなぐ。節点 a と電源の負極の間には、次の 2 本の枝を並列につなぐ。
起電力 12 V の直流電源の正極から、抵抗 R₁ = 1.0 kΩ を経て節点 a へつなぐ。節点 a と電源の負極の間には、次の 2 本の枝を並列につなぐ。一方の枝は、アノードを節点 a 側に向けたダイオード D₁ と抵抗 R₂ = 2.0 kΩ の直列、もう一方の枝は、カソードを節点 a 側に向けたダイオード D₂ と抵抗 R₃ = 1.0 kΩ の直列である。ダイオードは、順方向に電流が流れるとき端子間の電圧が 0.6 V で一定、逆方向には電流が流れないものとし、電源の内部抵抗は無視する。電源から流れ出る電流 [mA] の値として、最も近いものはどれか。
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正解: 4. 3.8
「3.8」が最も近い値です。OpenStax『University Physics』は、pn 接合は順方向バイアスでは電流がよく流れ、逆方向バイアスではほとんど流れないと説明しています。D₂ はカソードが電位の高い節点 a 側にあって逆方向になるので、その枝には電流が流れません。D₁ は順方向で 0.6 V を受け持つので、電流は R₁、D₁、R₂ の直列を流れ、I = (12 − 0.6) ÷ (1.0 kΩ + 2.0 kΩ) = 11.4 V ÷ 3.0 kΩ = 3.8 mA です。「4.0」はダイオードの 0.6 V を無視した 12 V ÷ 3.0 kΩ です。「6.8」は D₂ の枝にも流れるとして R₂ と R₃ の並列 (約 0.67 kΩ) を使った値です。「5.7」は R₁ を落として 11.4 V を R₂ だけで割った値です。「11.4」は R₂ を落として R₁ だけで割った値です。ダイオードの向きから、電流の流れない枝を先に外しましょう。
関連キーワード: ダイオード・順方向電圧・逆方向バイアス
