2013년도 국가직9급 전자공학개론 해설

해설 영상: https://youtu.be/trorNWi3BdA

  • 불순물 농도가 높아지면 캐리어가 많아지니 저항은 낮아진다.
  • Y는 어드미턴스를 의미한다. 단순히 외울 수도 있겠지만, 이렇게 생각해보자.
    Y11은 1에 걸리는 전압에 의해 1에 흐르는 전류를 의미한다. 이를 위해서라면 V2=0이어야 하므로 2번 단을 쇼트시킨다.
    Y22는 반대로 생각하면 되겠지.
  • 순방향에선 그냥 도체에 가깝게 행동한다.
  • 넘어가겠다.
  • 넘어가겠다.
  • 차단은 R1C1에 의해 일어나므로 1/(2pi*R1C1)일 것이다. DC에선 비반전 증폭기이므로 6이다.
  • 우선, 주파수가 커지면 C가 쇼트되기 때문에 Vin=Vout, 즉 dB값은 0이다. 따라서 3,4번은 제외된다.
    다음으로, 주파수가 적당히 클 때, 즉 R1C1 값 근방일 때를 생각해보자. 이 때는, 전압이 저항에 의해 반반 분배되다가 1:1로 분배되는 순간이기 때문에, 전달함수의 분모에 있는 R1C1값에 2가 붙어야 한다.(절반으로 나눠지는 것을 생각하는 것이다.)따라서 200 rad/s가 그래프가 꺾이는 기준점이 된다.
    자세한 해설은 아래와 같다.
  • 네거티브 피드백만 있으므로 발진기가 아니고, 주파수가 높아지면 C가 그라운드와 출력을 쇼트시키므로 LPF가 달려있다. 그리고 다이오드에 의해 왼쪽이 오른쪽보다 낮아지면 출력하지 않고, 왼쪽이 높을 때엔 그대로 전달하기 때문에 Vin의 최댓값을 출력한다.
  • v1에 의한 ic1=gm=0.5
    한 단만 있을 떄 ic1이 흐르는 저항: Rc=500 -> Av1=-0.5*500=-250
    두 단을 캐스케이드로 연결했을 때 ic1이 흐르는 저항 Ro1=Rc1 || RB1 || rpi2 = 500 || 200 k || 250/0.5 = 250
    (200k는 매우 크므로 이 쪽으로 흐르는 전류는 없다고 볼 수 있고, 500옴 두 개가 병렬 연결인 것과 마찬가지이므로 거의 250옴이다.)
    이 떄 첫 번째 단의 전압이득 : 250 * 0.5 = 125
    두 번쨰 단의 전압이득: 한 단만 있을 때의 전압이득과 같다.
    따라서, 125*250
  • 넘어가겠다.
  • -1이란 비율이 나오려면 어떻게 해야하는지, 1이란 비율이 나오려면 어떻게 해야하는지 생각해보자.
  • 넘어가겠다.
  • 0000~1000까지이므로 4개면 되겠다.
  • 넘어가겠다.
  • Rp 양단의 전압은 0이다.
  • 넘어가겠다.
  • ㄱ는 반파, ㄴ은 전파, ㄷ도 전파, ㄹ도 전파일까?
    그런데, ㄴ의 경우 중간탭 때문에 반으로 감소하지만 권선비가 1:2이므로 원래 값으로 회복되고, ㄷ의 경우 권선비가 1:1이므로 그대로이다. 따라서 ㄴ,ㄷ
  • 발진 주파수는 1/2pi sqrt(R1C1R2C2) 인데 R1=R2, C1=C2인 상태이므로 답은 4번이다. 자세한 설명은 아래를 참고하시라.
    https://mathphysics.tistory.com/561
  • 잘 찍는 게 중요하다. D1이 켜지고 D2도 켜졌다고 가정해보자. D2를 흐르는 전류는 1 k옴을 왼쪽에서 오른쪽으로 통과하므로 왼쪽의 전압이 오른쪽보다 높고, 오른쪽 전압은 -10 V이다. 왼쪽 전압, 즉 2 k옴과 1 k옴이 만나는 곳의 전압을 V라 하자. 5 mA=V/2 + (V+10)/1인데, 이를 풀면 10= V+2V+20 에서 V가 음수가 나온다. 그럼 전류가 D1을 거꾸로 흐른다는 말이니 모순이다.
    다음으로, D2가 꺼졌다고 가정하자. D2의 오른쪽은 -가 될 것이고, 그럼 1 k옴의 오른쪽 전압은 더 -쪽으로 크다. 그럼 전류는 1 k옴을 왼쪽에서 오른쪽으로 지나 D2로 들어가므로 모순이다.
    D2이 켜졌건 꺼졌건 모순이니 D1이 켜졌다는 게 잘못일 것 같다.
    다음으로, D2가 켜졌다고 해 보자.그럼 밖으로 큰 루프대로 전류가 흐른다는 건데, 모순이 없다.

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