第33回 臨床工学技士国家試験 午前 第55問
電子工学第33回午前
第33回 臨床工学技士国家試験 午前 第55問（電子工学）の正答は 4 です。図のどこを見るか：V₁は1kΩを通って－端子（帰還10kΩ）、V₂は1kΩを通って＋端子（＋端子から接地へ10kΩ）。
問題
図の回路に電圧 V₁＝－V_m・sin ωt＋0.5［V］と V₂＝V_m・sin ωt＋0.5［V］を入力した。出力電圧 V_o［V］はどれか。
ただし、A は理想演算増幅器とし、角周波数を ω、時間 t の単位を秒とする。
- 1. －10
- 2. 10
- 3. －20V_m・sin ωt
- 4. 20V_m・sin ωt ✓
- 5. 10V_m・sin ωt
正答：4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 53.8%参考値
13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：4番 — 20V_m・sin ωt
図のどこを見るか：V₁は1kΩを通って－端子（帰還10kΩ）、V₂は1kΩを通って＋端子（＋端子から接地へ10kΩ）。抵抗比が両側で同じ10kΩ/1kΩ＝10の差動増幅器。
途中式
- V_o＝(10kΩ/1kΩ)×(V₂－V₁)＝10(V₂－V₁)
- V₂－V₁＝(V_m sin ωt＋0.5)－(－V_m sin ωt＋0.5)＝2V_m sin ωt
- V_o＝10×2V_m sin ωt＝20V_m sin ωt
【各選択肢の解説】
1. －10
❌ 誤り。直流分が出力に残るとした値。正しくは0.5Vは両入力に共通の同相成分で、差をとると消えるので出力に直流は出ない。
❌ 誤り。直流分が出力に残るとした値。正しくは0.5Vは両入力に共通の同相成分で、差をとると消えるので出力に直流は出ない。
2. 10
❌ 誤り。1と同じく直流分が残るとした値。正しくは同相成分の0.5Vは打ち消され、出力は20V_m sin ωt。
❌ 誤り。1と同じく直流分が残るとした値。正しくは同相成分の0.5Vは打ち消され、出力は20V_m sin ωt。
3. －20V_m・sin ωt
❌ 誤り。符号が逆（V₁－V₂を増幅した形）。正しくは＋端子側のV₂から－端子側のV₁を引いた10(V₂－V₁)＝＋20V_m sin ωt。
❌ 誤り。符号が逆（V₁－V₂を増幅した形）。正しくは＋端子側のV₂から－端子側のV₁を引いた10(V₂－V₁)＝＋20V_m sin ωt。
4. 20V_m・sin ωt
✅ 正しい。V₁とV₂の交流成分は逆位相なので差は2V_m sin ωtになり、それが10倍される。
✅ 正しい。V₁とV₂の交流成分は逆位相なので差は2V_m sin ωtになり、それが10倍される。
5. 10V_m・sin ωt
❌ 誤り。差信号を V_m sin ωt とした値。正しくは逆位相の2信号の差は2V_m sin ωtで、出力は20V_m sin ωt。
❌ 誤り。差信号を V_m sin ωt とした値。正しくは逆位相の2信号の差は2V_m sin ωtで、出力は20V_m sin ωt。
【試験対策ポイント】
- 差動増幅器：V_o＝(R_f/R_i)(V₂－V₁)（両側の抵抗比が等しいとき）
- 両入力に共通の成分（同相成分）は除去される＝生体アンプで商用交流雑音を除く原理。除去の能力の指標がCMRR
- 逆位相の信号は差をとると2倍になる
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