전자회로 1: 연습 문제와 시험 문제

다이오드, 바이폴라 트랜지스터, 연산 증폭기 회로, RC 회로망: 회로이론 다음의 첫 전자회로 강의.

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이 강의의 주제

전자회로 1 시험 팁

상태(다이오드 도통 또는 차단, 트랜지스터 활성 또는 포화)를 가정하고 푼 다음 그 가정을 확인하세요.
이상적인 연산 증폭기에 부귀환이 걸려 있으면 두 입력 단자의 전압이 같습니다.
문제에 다른 말이 없으면 실리콘 트랜지스터에는 V_BE = 0.7 V를 쓰세요.

예제 풀이

다이오드와 트랜지스터쉬움

3.3 V 제너 다이오드에 470 Ω 저항을 통해 18 V를 공급하며 부하는 연결되어 있지 않습니다. 저항에 흐르는 전류 I_R을(를) 구하시오.

V_in = 18 VV_Z = 3.3 VR = 470 Ω

구하는 값: I_R (mA)

힌트 보기

제너는 출력을 V_Z로 유지합니다.
V_R = 18 − 3.3 = 14.7 V.
I = V/R.

정답과 단계별 풀이 보기

제너 레귤레이터: 역방향 바이어스된 제너 다이오드는 전류가 최소값 I_Z,min 이상인 동안 전압 V_Z를 유지합니다. 직렬 저항 R이 입력과 출력의 차이를 받습니다: I_R = (V_in − V_Z)/R. 이 전류는 부하 I_L = V_Z/R_L과 제너 I_Z = I_R − I_L로 나뉩니다. 최악의 경우에 맞춰 설계하세요: 입력이 가장 낮고 부하가 가장 클 때도 I_Z,min이 남아야 하고, 입력이 가장 높고 부하가 없을 때 제너 전력 P_Z = V_Z·I_Z가 가장 큽니다.

저항 전압

V_R = 18 − 3.3 = 14.7 V

전류

I_R = 14.7/470 = 31.28 mA

답

I_R = 31.28 mA

연산 증폭기 회로보통

연산 증폭기는 이상적이며 ±15 V 전원으로 동작한다. 출력은 ±12 V에서 포화된다. 비반전 증폭기를 사인파로 구동한다. 출력이 잘리지 않는 최대 입력 진폭 V_in,max(최댓값)을(를) 구하시오.

R₁ = 1 kΩR_f = 47 kΩV_sat = ±12 V

구하는 값: V_in,max (V)

힌트 보기

비반전 증폭기의 이득은 1 + R_f/R₁.
출력 최댓값 |이득|·V_in은 V_sat보다 작아야 합니다.
|A_v| = 48.

정답과 단계별 풀이 보기

이상 연산 증폭기 규칙: 부귀환이 있으면 연산 증폭기는 두 입력이 같은 전압(V₋ = V₊)이 되도록 출력을 조절하고, 어느 입력으로도 전류가 흘러 들어가지 않습니다. 이 두 사실로 반전 입력에서 KCL을 세우면 출력이 나옵니다.

이득

A_v = 1 + R_f/R₁ = 1 + 47/1 = 48

잘리기 전의 최대 입력

V_in,max = V_sat/|A_v| = 12/48 = 0.25 V

답

V_in,max = 0.25 V

연습 방법

“이 강의 연습하기”는 실제 시험처럼 모든 주제의 문제를 섞어서 냅니다.
문제마다 값이 새로 바뀌므로 답이 아니라 푸는 방법을 익히게 됩니다.
막혔나요? 먼저 작은 힌트를 열고, 필요할 때만 전체 해설을 보세요.
모의고사는 제한 시간이 있고 힌트가 없으며, 끝나면 점수와 함께 전체 풀이를 검토할 수 있습니다.

이 강의의 계산기

직렬 및 병렬 저항 계산기 분압기 계산기 RC 시정수 계산기 연산 증폭기 이득 계산기 LED 저항 계산기 555 타이머 계산기(비안정 및 단안정)옴의 법칙 계산기(전압, 전류, 저항, 전력)저항 색 코드 계산기(띠 4개, 5개, 6개)커패시터 계산기(직렬, 병렬, 전하, 에너지)