二極管の電圧と電流の関係を図に示す。この二極管を1 kΩ の抵抗に直列に接続して…
二極管の電圧と電流の関係を図に示す。この二極管を1 kΩ の抵抗に直列に接続して80 V の電圧を加えたとき流れる電流［mA］はどれか。
- ⑴ 2020mAでは抵抗の電圧降下が20Vとなり二極管に60Vかかりますが、その組合せは特性曲線上の点になりません。
- ⑵ 30負荷線I＝（80－V）/1000と特性曲線の交点が30mA（二極管の電圧50V）となり、これが動作点です。
- ⑶ 4040mAでは抵抗の電圧降下が40Vで二極管の電圧も40Vとなりますが、この点は特性曲線上にありません。
- ⑷ 5050mAでは抵抗での電圧降下が50Vとなり二極管は30Vになりますが、負荷線と特性曲線の交点ではありません。
- ⑸ 6060mAでは抵抗の電圧降下だけで60Vとなり、特性曲線と負荷線の交点から大きく外れます。
この問題は別冊の図版（写真・標本・心電図など）を見て答えます。図版は転載していないため、下の出典のページから公式のPDFをご覧ください。解説だけでも所見の読み取り方が分かるように書いています。
解説
正解は⑵です。二極管と1kΩの抵抗を直列につないで80Vを加えると、二極管にかかる電圧Vと電流Iの間には、抵抗での電圧降下を考えてV＝80－1000I、すなわちI＝（80－V）/1000という関係が成り立ちます。これを図の特性曲線と同じグラフに描いたものが負荷線で、電圧軸の80Vと電流軸の80mAを結ぶ直線になります。この負荷線と二極管の特性曲線との交点が動作点で、読み取ると電流は30mA（このとき二極管の電圧は50V）となります。
出典：厚生労働省ホームページ（https://www.mhlw.go.jp/seisakunitsuite/bunya/kenkou_iryou/iryou/topics/tp240424-06.html）を加工して作成