第32回 臨床工学技士国家試験 午後 第53問
電子工学第32回午後
第32回 臨床工学技士国家試験 午後 第53問（電子工学）の正答は 3 です。ツェナーダイオードは逆方向電圧がツェナー電圧（3 V）未満なら電流を流さず、3 Vに達すると降伏して両端を3 Vに保つ。
問題
ツェナー電圧 3 V のツェナーダイオードを含む図の回路の V_i と V_o の関係を示すグラフはどれか。
- 1. 図のグラフ1
- 2. 図のグラフ2
- 3. 図のグラフ3 ✓
- 4. 図のグラフ4
- 5. 図のグラフ5
正答：3番
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解説
■ 正答：3番
ツェナーダイオードは逆方向電圧がツェナー電圧（3 V）未満なら電流を流さず、3 Vに達すると降伏して両端を3 Vに保つ。だから V_i＜3 V では V_o＝V_i、V_i≧3 V では V_o＝3 Vで頭打ちになる。
図の読み：ダイオードは出力端子と並列で、カソード（帯の側）が上＝正の V_i で逆方向にかかる。
V_i＜3 V：ダイオードに電流が流れない → 1 kΩに電流が流れず電圧降下0 → V_o＝V_i（傾き1の直線）。
V_i≧3 V：降伏して電流が流れ、余った電圧（V_i−3）は1 kΩが受け持つ → V_o＝3 V。
【各選択肢の解説】
1. 図のグラフ1
❌ 誤り。3 V未満で V_o＝0 としている。正しくは、3 V未満ではダイオードに電流が流れず抵抗で電圧が落ちないので、V_o＝V_i となる。
❌ 誤り。3 V未満で V_o＝0 としている。正しくは、3 V未満ではダイオードに電流が流れず抵抗で電圧が落ちないので、V_o＝V_i となる。
2. 図のグラフ2
❌ 誤り。3 Vを超えると V_o が下がっていく。正しくは、3 Vを超えてもツェナー電圧の3 Vに保たれる。
❌ 誤り。3 Vを超えると V_o が下がっていく。正しくは、3 Vを超えてもツェナー電圧の3 Vに保たれる。
3. 図のグラフ3
✅ 正しい（＝正答）。0〜3 Vで V_o＝V_i、3 V以上で V_o＝3 Vの一定。ツェナーダイオードのリミッタ（定電圧）動作を表す。
✅ 正しい（＝正答）。0〜3 Vで V_o＝V_i、3 V以上で V_o＝3 Vの一定。ツェナーダイオードのリミッタ（定電圧）動作を表す。
4. 図のグラフ4
❌ 誤り。3 V未満で3 V一定、3 V以上で入力に追従と、前後が逆。正しくは、3 V未満で V_o＝V_i、3 V以上で3 V一定。
❌ 誤り。3 V未満で3 V一定、3 V以上で入力に追従と、前後が逆。正しくは、3 V未満で V_o＝V_i、3 V以上で3 V一定。
5. 図のグラフ5
❌ 誤り。3 Vを超えると V_o＝0 に落ちている。正しくは、降伏後もダイオードの両端は3 Vに保たれ、0にはならない。
❌ 誤り。3 Vを超えると V_o＝0 に落ちている。正しくは、降伏後もダイオードの両端は3 Vに保たれ、0にはならない。
【試験対策ポイント】
- ツェナーダイオードは逆方向に使い、降伏電圧（ツェナー電圧）で電圧を一定に保つ＝定電圧回路・リミッタ
- 直列抵抗は「ツェナー電圧を超えた分」を受け持つ
- 降伏前は電流ゼロ＝抵抗の電圧降下ゼロ＝出力は入力そのまま
- 順方向に電圧がかかる向きでは、通常のダイオードとして約0.6 Vで導通する
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