【第一級陸上無線技士】過去問準拠 予想演習 問034 解説|思考ルート
電界効果トランジスタ(FET)の相互コンダクタンスおよび電気的特性に関する記述のうち、最も適切なものはどれか。
※本問は、過去の出題傾向・頻出論点をAI分析して作成した「過去問準拠の予想演習問題」です。
予想演習 No.034
電界効果トランジスタ(FET)の相互コンダクタンスおよび電気的特性に関する記述のうち、最も適切なものはどれか。
選択肢
相互コンダクタンスは、ドレイン電流の変化分をゲート・ソース間電圧の変化分で割ったもので定義され、単位はオーム(Ω)で表される。
エンハンスメント型MOSFETにおいて、ゲート・ソース間電圧の極性を逆転させて負の電圧を大きくしていくと、ドレイン電流は直線的に急増する。
相互コンダクタンスg_mは、ゲート・ソース間電圧のわずかな変化がどれだけ大きなドレイン電流の変化を引き起こすかを示す指標であり、値が大きいほど電圧制御感度が高いことを表す。
FETはバイポーラトランジスタと同様に電流制御素子であり、入力側であるゲート端子に多くの直流電流を流すことで出力電流を制御するデバイスである。
正解と解説(思考ルート)
【正解】 選択肢 3
■【設問の意図と背景】
FETの相互コンダクタンス(g_m)の定義、単位、およびバイポーラトランジスタとの動作原理の違いを正確に把握しているかを問う。
■【正解の根拠とメカニズム】
相互コンダクタンス g_m は Delta I_D / Delta V_{GS} で定義され、単位はシーメンス(S)またはモー(mho)である。この値が大きいほど、小さなゲート電圧の変化で大きなドレイン電流を制御できる(感度が高い)。
■【各選択肢の徹底検証】
・選択肢1:定義の分子・分母は正しいが、単位はオームではなくシーメンスであるため誤り。
・選択肢2:エンハンスメント型(ノーマリーオフ)で負電圧をかけても電流は流れないため誤り。
・選択肢3:相互コンダクタンスの意味と感度に関する記述として正確であり適切。
・選択肢4:FETは電圧制御素子であり、ゲートに直流電流はほとんど流れないため誤り。
■【本番での即断ポイント】
相互コンダクタンスは「電流の変化 / 電圧の変化」であり、単位はコンダクタンスなのでシーメンス(S)であること、およびFETが電圧制御素子であることを確認する。
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