第31回 臨床工学技士国家試験 午前 第55問
電子工学第31回午前
第31回 臨床工学技士国家試験 午前 第55問（電子工学）の正答は 1 です。図は入力側にR₁＝1kΩとC₁＝0.1μFの直列、帰還にR₂＝10kΩをもつ微分回路（R₁は高い周波数で増幅度を抑える抵抗）。
問題
図の回路について、正しいのはどれか。
ただし、A は理想演算増幅器とする。
ａ．遮断周波数より十分に低い帯域で微分特性を有する。
ｂ．コンデンサC₁ と抵抗R₂ に流れる電流は等しい。
ｃ．遮断周波数は314 Hz である。
ｄ．直流成分は通過する。
ｅ．入力インピーダンスは抵抗R₁ とR₂ で決まる。
- 1. ａ、ｂ ✓
- 2. ａ、ｅ
- 3. ｂ、ｃ
- 4. ｃ、ｄ
- 5. ｄ、ｅ
正答：1番
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この問題の正答率（MEカコモン利用者の実データ）
初回正答率 50%参考値
14人の初回解答から算出（2026年10月21日時点）。母数が少ないため参考値です
同じ利用者の2回目以降の解答は除外しています（再挑戦を含めると正答率は実力より高く出るため）。国家試験の公式発表値ではなく、MEカコモンで実際に解かれた記録にもとづく数値です。
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解説
■ 正答：1番（ａ・ｂ）
図は入力側にR₁＝1kΩとC₁＝0.1μFの直列、帰還にR₂＝10kΩをもつ微分回路（R₁は高い周波数で増幅度を抑える抵抗）。
増幅度 G＝−R₂/(R₁＋1/(jωC₁))＝−jωC₁R₂/(1＋jωC₁R₁)。
遮断周波数 f＝1/(2πR₁C₁)＝1/(2π×10³×0.1×10⁻⁶)≒1.6kHz。これより十分低い帯域では G≒−jωC₁R₂ となり、出力が入力の微分に比例する。
【各選択肢の解説】
ａ. 遮断周波数より十分に低い帯域で微分特性を有する。
✅ 正しい。低い周波数ではC₁のインピーダンスがR₁より十分大きく、入力電流がC₁で決まる（C₁×入力電圧の変化の速さ）。この電流がR₂で電圧に変わるので、出力は入力の微分に比例する。
✅ 正しい。低い周波数ではC₁のインピーダンスがR₁より十分大きく、入力電流がC₁で決まる（C₁×入力電圧の変化の速さ）。この電流がR₂で電圧に変わるので、出力は入力の微分に比例する。
ｂ. コンデンサC₁と抵抗R₂に流れる電流は等しい。
✅ 正しい。演算増幅器の入力端子には電流が流れ込まないので、C₁（とR₁）を通った電流はそのままR₂を流れる。
✅ 正しい。演算増幅器の入力端子には電流が流れ込まないので、C₁（とR₁）を通った電流はそのままR₂を流れる。
ｃ. 遮断周波数は314Hzである。
❌ 誤り。正しくは遮断周波数は1/(2πR₁C₁)＝1/(2π×1kΩ×0.1μF)≒約1.6kHz。
❌ 誤り。正しくは遮断周波数は1/(2πR₁C₁)＝1/(2π×1kΩ×0.1μF)≒約1.6kHz。
ｄ. 直流成分は通過する。
❌ 誤り。入力に直列のC₁は直流を通さない。正しくは直流成分は遮断される（出力に直流は出ない）。
❌ 誤り。入力に直列のC₁は直流を通さない。正しくは直流成分は遮断される（出力に直流は出ない）。
ｅ. 入力インピーダンスは抵抗R₁とR₂で決まる。
❌ 誤り。−入力端子は仮想接地なので、入力から見えるのは入力側の素子だけ。正しくは入力インピーダンスはR₁とC₁で決まり（R₁＋1/(jωC₁)）、R₂は関係しない。
❌ 誤り。−入力端子は仮想接地なので、入力から見えるのは入力側の素子だけ。正しくは入力インピーダンスはR₁とC₁で決まり（R₁＋1/(jωC₁)）、R₂は関係しない。
1. ａ、ｂ
✅ 正しい（＝正答）。ａ・ｂはいずれも正しい記述である。
✅ 正しい（＝正答）。ａ・ｂはいずれも正しい記述である。
2. ａ、ｅ
❌ 誤り。ｅは誤り（入力インピーダンスはR₁とC₁で決まる）。正しくはａ・ｂの組合せ。
❌ 誤り。ｅは誤り（入力インピーダンスはR₁とC₁で決まる）。正しくはａ・ｂの組合せ。
3. ｂ、ｃ
❌ 誤り。ｃは誤り（遮断周波数は約1.6kHz）。正しくはａ・ｂの組合せ。
❌ 誤り。ｃは誤り（遮断周波数は約1.6kHz）。正しくはａ・ｂの組合せ。
4. ｃ、ｄ
❌ 誤り。ｃは誤り（遮断周波数は約1.6kHz）。ｄは誤り（直流はC₁で遮断される）。正しくはａ・ｂの組合せ。
❌ 誤り。ｃは誤り（遮断周波数は約1.6kHz）。ｄは誤り（直流はC₁で遮断される）。正しくはａ・ｂの組合せ。
5. ｄ、ｅ
❌ 誤り。ｄは誤り（直流はC₁で遮断される）。ｅは誤り（入力インピーダンスはR₁とC₁で決まる）。正しくはａ・ｂの組合せ。
❌ 誤り。ｄは誤り（直流はC₁で遮断される）。ｅは誤り（入力インピーダンスはR₁とC₁で決まる）。正しくはａ・ｂの組合せ。
【試験対策ポイント】
| 入力側 | 帰還側 | 直流 | |
|---|---|---|---|
| 微分回路 | C（＋小さいR） | R | 通さない |
| 積分回路 | R | C（＋並列R） | 増幅度が大きい |
- 遮断周波数は「直列に入ったRとC」で 1/(2πRC)
- 反転型の入力インピーダンスは入力側の素子だけで決まる
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