電験三種 理論 問45：電子回路（トランジスタ・増幅）

電験三種「理論」の「電子回路（トランジスタ・増幅）」に関する問題です。正答は(1)です。

本問の論点：設問の条件（FET は，半導体の中を移動する多数キャリアを (ｱ) 電圧により生じる 電界に...）に対し，hfe=ΔIC/ΔIBなどの基本公式を適切に適用します。

正答(1)が正しい根拠：設問の条件を整理し，適切な公式・定理を選択して計算または判定することで，(1)が唯一の正しい答えとなります。

電験三種は各科目60点以上（科目合格制・3年以内に4科目合格）で免状取得。「電子回路（トランジスタ・増幅）」は理論科目の重要論点として出題頻度が高く，基本公式の理解と適用が合否を分けます。

【電子回路（トランジスタ・増幅）の解法と要点】

【基本公式・定義】

hfe=ΔIC/ΔIB，IC=hfe×IB，Av=hfe×RC/hie，MOSFET：ID=gm×VGS

【解法プロセス】

①問題文の条件（与えられた数値，回路構成，物理状況）を整理する

②適用する公式・定理を選択する（電子回路（トランジスタ・増幅）の基本公式）

③数値を代入して計算する（SI単位系で統一）

④答えの桁数・物理的妥当性を確認する

⑤選択肢の中から正答(1)を選ぶ

【正答(1)の根拠と誤り選択肢の分析】

正答(1)は，本問の条件に公式を正しく適用した結果です。

誤り選択肢は，公式の適用誤り（係数間違い，符号誤り，単位換算ミス）または条件の読み違いによるものです。各選択肢を代入して条件を満たすか検証する逆算法も有効です。

【電子回路（トランジスタ・増幅）の出題傾向】

電験三種「理論」A問題（14問×5点）において「電子回路（トランジスタ・増幅）」は頻出論点です。類似パターンの過去問を解いて解法の定石を身につけることが効率的な学習法です。

【電子回路（トランジスタ・増幅）の深層解析と電験三種→電験二種の接続】

【核心論点】

本問は「電子回路（トランジスタ・増幅）」の「FET は，半導体の中を移動する多数キャリアを (ｱ) 電圧により生じる 電界によって制御する素子で...」を問います。正答(1)。

【電子回路（トランジスタ・増幅）の理論的背景（電験三種レベル）】

hfe=ΔIC/ΔIB，IC=hfe×IB，Av=hfe×RC/hie，MOSFET：ID=gm×VGS

公式の導出過程を理解することで，変形問題・応用問題にも対応できます。

特に「なぜその公式が成立するか」を物理法則（ファラデーの法則，アンペールの法則，キルヒホッフの法則など）から理解することが電験二種合格への近道です。

【CBT対応・2024年以降の電験三種の変化】

CBT（Computer Based Testing）方式導入で年複数回受験が可能になりました（上期・下期＋CBT随時受験）。「電子回路（トランジスタ・増幅）」の問題は計算問題（A問題5点×14問，B問題各(a)(b)5点×4問）として出題されます。本問のような電子回路（トランジスタ・増幅）の計算問題は，解法の定石を繰り返し練習することで確実に得点できます。

【電験二種・電験一種・実務への接続】

電験三種→電験二種（二次試験あり・170kV未満設備の保安監督）→電験一種（電圧制限なし・最大規模設備）。

電験二種「理論」では，電子回路（トランジスタ・増幅）の論点をより深く（ラプラス変換，複素数解析，行列法，偏微分方程式）で扱います。実務では電気主任技術者として「電子回路（トランジスタ・増幅）」の知識を活用した定期点検・保安規程策定・設備更新計画・事故原因分析が求められます。正答(1)の論点「電子回路（トランジスタ・増幅）」を深く理解することで，電験二種の応用問題にも対応できる実力が身につきます。

【電子回路（増幅器）の発展的内容（電験二種レベル）】

①オペアンプ（演算増幅器）の理想特性：開放ループゲインA→∞，入力インピーダンス→∞，出力インピーダンス→0

②負帰還（NFB）増幅器：クローズドループゲインAf=A/(1+Aβ)≒1/β（Aβ>>1の場合）

③負帰還の利点：ゲイン安定化，帯域幅拡大（ゲイン帯域幅積一定），ひずみ低減，入出力インピーダンス改善

④発振回路の条件（バルクハウゼン条件）：|Aβ|=1，∠(Aβ)=0°（正帰還）

【実務での電子回路知識の応用】

・系統保護リレー：デジタル保護リレーのA-D変換（CT/VT出力をサンプリング），DSP演算

・制御システム：PID制御の伝達関数，閉ループ安定性（ナイキスト安定判別）

・電力変換装置のゲートドライバ：IGBT/MOSFETのゲート回路設計，絶縁型ゲートドライバ

・計装機器：センサ信号の増幅・フィルタリング（差動増幅器によるノイズ除去，ローパスフィルタ）

・蓄電池管理（BMS）：SOC推定アルゴリズム，バランス制御回路

電子回路の理解は，スマートグリッド時代の電気設備（デジタル保護，電力変換，計測）の保守・管理に不可欠です。