令和5年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問22

図2の回路は、入力に対して抵抗が直列に、ダイオードが出力端子と並列に（カソードを上側のライン、アノードをグランド側に向けて）接続されているクリッパ回路（リミッタ回路）です。ダイオードは、アノードからカソードの方向へは電流を通し（順バイアス）、逆方向へは電流を通さない（逆バイアス）特性を持ちます。本問では「ダイオードの順電圧は $0\text{V}$」とされているため、電圧降下は発生しません。

1. 入力電圧が正（$+$）のとき
   ダイオードに逆方向の電圧がかかるため、電流は流れません（オフ状態）。抵抗にも電流が流れず電圧降下が生じないため、入力された電圧がそのまま出力側に現れ、出力電圧の波形は入力波形と同じになります。

2. 入力電圧が負（$-$）のとき
   ダイオードに順方向の電圧がかかるため、電流が流れます（オン状態）。順電圧が $0\text{V}$ なので出力端子間はダイオードで短絡された状態になり、入力電圧はすべて抵抗にかかるため、出力電圧は $0\text{V}$ になります。

したがって、正の期間の電圧のみがそのまま出力され、負の期間は $0\text{V}$ となる波形が正解です。

各選択肢の解説

• ア：正の電圧だけがそのまま出力され、負の電圧が $0\text{V}$ になっているため、正解です。
• イ：負の電圧だけが出力されている波形です。これはダイオードの向きが逆の場合の出力になります。
• ウ：波形全体が $0\text{V}$ 以上にあり、一定の電圧で平らな区間のあと谷の底が $0\text{V}$ に接する波形です。正の期間に入力波形がそのまま出力されていないため、本問の出力とは異なります。
• エ：負の期間も正の向きに折り返され、正の山が隙間なく続く全波整流の波形です。ダイオードブリッジなどを用いた全波整流回路の出力であり、本問の出力とは異なります。