2014년도 국가직9급 전자공학개론 해설

해설 영상: https://youtu.be/4UaBxi1e-xw

  • 넘어가겠다.
  • ㄱ은 그냥 다 차단한다.
    ㄴ은 그냥 쇼트이다.
    ㄷ은 +만 통과시킨다.
    ㄹ은 그라운드와 쇼트이다.
  • MOS의 동작 영역 잘 알아두자. BJT와의 용어 차이도 알아두자.
  • 먼저, 조건에 따라 임피던스에서 R의 영향은 L에 비해 무시할 만하다.
    L의 자기장이 커진다는 건 전류가 많이 흐른다는 얘기이고, 그럼 C로 들어가는 전류가 작아지므로 C에 쌓이는 전하가 적어져서 전기장 세기는 줄어들 것 같다.
    공진하게 되면 전기에너지와 자기에너지가 서로 왔다갔다하면서 소모하는 전력이 없기 때문에 임피던스는 최소가 된다.
    인덕터와 커패시터가 병렬 연결이기 때문에, 임피던스는 jwL || 1/jwC 에서 분모가 0이 될 떄 공진이다. 따라서 임피던스는 최대가 된다. (텅텅님 역시 감사합니다.)
    Q값은 소비하는 에너지 대비 저장되는 에너지이므로 R이 커지면 Q는 증가한다. 감소한다.(텅텅님 지적 감사드립니다.)
  • 넘어가겠다.
  • 핀치오프 전압 이상이 드레인에 걸리면 거의 일정한 전류가 흐른다.
    gm은 dI/dVGS인데, VDS=10이므로 이 때를 기준으로 해서 VGS 변화에 따른 I 변화의 비율을 계산해보면 된다.
  • 넘어가겠다.
  • Vout*(1/(1+3))이 Vin이므로, Vout=4Vin이다.
    따라서, Vin이 +1일 때 Vout이 4V가 되기 시작할 것이고, Vin이 -1일 때 Vout이 -4V가 되기 시작할 것이다.
  • DFF 등 FF들의 특징을 알아두자.
  • 너무 어렵게 생각하지 말고, 잘라서 생각해보자.
    우선 왼쪽 위 오피앰프는 1 V의 출력을 낸다.
    아래 오피앰프는 -6 V의 출력을 낸다.
    다음으로, 왼쪽 위 오피앰프 출력은 -9의 게인을 갖는 회로로 들어간다.
    아래 오피앰프는 -3의 게인을 갖는 회로로 들어간다.
    따라서 -9+18=9 V이다.
    이렇게 되는 이유는 오피앰프의 출력 임피던스가 0이어서임을 타 해설에서 설명하였다. 출력 임피던스가 0이면 왜 이렇게 되는지 생각해보자.
  • 제너 다이오드는 주로 역방향 바이어스를 걸어서 쓴다. 각 다이오드의 원리까지 설명하면 좋겠으나 그랬다간 반도체 지식이 필요하게 되니 머리아파진다. 그냥 외우자.
  • 귀찮다. 넘어가겠다.
  • 반도체의 전류는 열적으로 생성된 캐리어에 의해 생긴다.
  • 페르미 준위는 온도에 따라 전자 점유 확률이 1/2가 되는 준위이다.
  • 잘 구해보자.
  • 오랜만에 이미터 디제너레이션을 고려해야 하는 문제가 나왔다.
    트랜지스터가 흘리는 전류는 vbe 값에 비례한다.(비례상수가 바로 gm이다.)
    vbe는 vin이라는 전압이 트랜지스터의 이미터 입력 임피던스 1/gm과 RE에 각각 분배될 떄, 1/gm에 분배되는 양이다.(저항 두 개에다 Vbe를 가한다고 생각해보라.)
    따라서, vin이라는 전체 전압 대비 vbe가 되는 비율은 다음과 같다.
     \frac { 1/gm}  {1/gm+R_E }
    이 값에 gm이 곱해지면 바로 트랜지스터가 흘리는 전류(vin 대비) 가 된다.
    따라서 vin에 의해 흐르는 전류 비율은
     {gm}  \frac { 1/gm}  {1/gm+R_E }= \frac{1}{1/gm+R_E}
    1/gm=re’인데, RE에 비해 1/100 스케일로 작다보니 위 값은 그냥 1/RE로 생각할 수 있다.
    여기다, RC가 곱해지면 전압이득이 나오는데, 계산해보면 2.65/1.3이니 약 2이다.
  • 스테레오니까 X2임을 잊지 말자.
  • 넘어가겠다.
  • 사각파를 푸리에 변환하면 sinc 함수가 나온다. 그리고 펄스 폭의 역수에 해당하는 값이 대역폭과 관련이 있다. 외워두자.
  • 천천히 그려보자.

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