情報基礎 II 演習問題 1 答案は A4 用紙にまとめ，綴じて提出すること．提出期限：6/16（月）． 1. 図 1 のような，直流電源 E = 10V，ダイオード D，抵抗 R = 200Ω からなる直列回路を考える．この回路に流れる電流を ID とし，ダイオードによる電圧降下を VD とする． ✂ ✁ ☎✄ ✝✆ 図 1: 直流電源，ダイオード，抵抗からなる直列回路 (1) この回路に対してキルヒホッフの第二法則を適用し，VD と ID の間に成り立つ関係式を示せ．一方，ダイオードの半導体としての特性より，VD と ID の間には ID = I0 exp eVD kT −1 (1) が近似的に成り立つことが知られている．ただし e は単位電荷，k はボルツマン定数，T = 300K は絶対温度を表す（各定数の値は，物理定数表などで調べること）．また I0 = 10µA とする． (2) 横軸を VD ，縦軸を ID として，−0.5 ≤ VD < 0.25 の範囲について，(1) 式のグラフを書くプログラムを作成せよ．また Excel などでグラフを作成せよ．ただし，VD ≥ 0 の領域では ID [mA] で，VD < 0 の領域では ID [µA] の単位で出力せよ．レポートにはプログラムと，作成した図を貼り付けて記載すること． (3) VD → −∞ のとき，ID はどれだけか．グラフから読み取って答えよ． (4) ダイオードにかかる電圧 VD と，回路に流れる電流 ID は，設問 (1) で求めた関係式と (1) 式をともに満たす．これらを連立して，ニュートン法（初期値 VD = 0.25 から始めるとよい）によるプログラムを作成し，VD を求めよ．またこのとき， ID の値はいくらか．レポートにはプログラムと，それぞれ求めた値を有効数字 4 桁で，記載すること． (5) ニュートン法のアルゴリズムについて，図（手書きでもよい）などを用いてわかりやすく説明せよ． 2. その他，授業の感想，要望，何でも記載して下さい． 1