平成30年度 春期 午前Ⅱ 問16
ハードウェア
トランジスタに関する問題
マイコンの出力ポートに接続されたランプ回路を図に示す。ランプが点灯するのはどの場合か。
ランプ回路:
- 出力ポートの信号 B → スリーステートバッファの入力,信号 A → スリーステートバッファの制御端子
- スリーステートバッファの出力 → 抵抗 → トランジスタ(NPN)のベース。ベースは抵抗を介して接地
- Vcc → 抵抗 → ランプ → トランジスタのコレクタ。トランジスタのエミッタは接地
選択肢は原典では信号 A と信号 B の表。
- ア信号 A:High / 信号 B:High
- イ信号 A:High / 信号 B:Low
- ウ信号 A:Low / 信号 B:High
- エ信号 A:Low / 信号 B:Low
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✓ これが正解ア信号 A:High / 信号 B:High
解説
A でバッファを有効にし B を High にするとランプが点灯します。
ランプは Vcc とトランジスタのコレクタの間にあり、エミッタは接地されているので、トランジスタがオンになってコレクタからエミッタへ電流が流れるとランプが点灯します。NPN 形のトランジスタをオンにするには、ベースに抵抗を通じて High の電圧を与え、ベース電流を流します。ベースへの信号はスリーステートバッファから来ており、信号 A は制御端子、信号 B は入力です。図の制御端子には否定の丸印が無いので、A が High のときバッファが有効になり、B の値をそのまま出力します。A が Low のときは出力が切り離され、ベースは接地側の抵抗で Low に引かれます。よって A、B とも High のときだけ点灯します。
ほかの選択肢はなぜ違うのか
- イ信号 A:High / 信号 B:Low:A が High なのでバッファは有効ですが、B が Low なのでベースにも Low が出力されます。ベース電流が流れずトランジスタはオフのままで、ランプには電流が流れず点灯しません。
- ウ信号 A:Low / 信号 B:High:B は High でも、A が Low なのでバッファの出力は切り離された状態になります。ベースは接地側の抵抗で Low に引かれるので、トランジスタはオフでランプは点きません。
- エ信号 A:Low / 信号 B:Low:A が Low でバッファの出力は切り離されており、そもそも B の値はベースに伝わりません。ベースは接地側の抵抗によって Low に保たれ、トランジスタがオンにならないので点灯しません。
出典:平成30年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問16
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