5급 공채 2차

2018년 5급 공채 기술 2차 전자공학

문제 4개 · 50점. 참고 답안·채점 기준은 앱에서 볼 수 있습니다.

제1문 (10점)

다음은 부울함수 F(A,B,C,D)에 대한 카르노맵(Karnaugh map)이며, ‘x’는 무정의 또는 무관항(don’t care)을 나타낸다. 물음에 답하시오. (총 10점)
AB
CD		00011110
001100
01x110
110011
10001x
  1. (1) 부울함수 F를 합의곱(product-of-sums, POS) 형식으로 최소 축약식을 구하시오. (단, 입력 A, B, C, D의 보수(complement) 신호는 각각 A’, B’, C’, D’라고 가정한다) (3점)
  2. (2) 1)에서 구한 부울함수 F를 2－입력 NOR 게이트 1개, 3－입력 NOR 게이트 3개 (NOR 게이트 총 4개)만을 이용하여 구현한 회로를 그리시오. (단, A, B, C, D 및 A’, B’, C’, D’ 모두 입력으로 사용 가능하다고 가정한다) (7점)

제2문 (10점)

BJT 트랜지스터는 베이스－이미터 접합과 베이스－컬렉터 접합의 전압 인가 상태에 따라 3가지 동작영역으로 작동한다. 다음 물음에 답하시오. (총 10점)
  1. (1) 3가지 동작영역에 대한 베이스－이미터 접합과 베이스－컬렉터 접합에서의 전압 인가 상태를 설명하시오. (단, 여기서 항복영역은 제외한다) (6점)
  2. (2) BJT 트랜지스터의 컬렉터 특성곡선을 도시하고, 1)에서 언급한 3가지 동작영역과 항복영역을 특성곡선에 표기하시오. (4점)

제3문 (15점)

다음의 회로에서 A와 B 사이에 입력 전압(Vin)이 주어졌을 때, 물음에 답하시오. (단, 연산증폭기(Op Amp) A1～A3의 특성은 이상적이며, 모든 노드 전압은 접지를 기준으로 한 전압이다) (총 15점)
＋
－
A
B
＋
－
Vin
C
D
＋
－
A1
A2
25 \, \mathrm{k} \Omega
500 \, \Omega
25 \, \mathrm{k} \Omega
1 \, \mathrm{k} \Omega
3 \, \mathrm{k} \Omega
1 \, \mathrm{k} \Omega
3 \, \mathrm{k} \Omega
＋
－
Vout
A3
  1. (1) C의 전압을 VC, D의 전압을 VD라고 할 때, C와 D의 전압차(VCD＝VC－VD)를 구하시오. (5점)
  2. (2) 출력 전압(Vout)을 구하시오. (5점)
  3. (3) 위 회로의 주요 특징(용도)을 기술하시오. (5점)

제4문 (15점)

다음 증폭기 회로에 대하여 물음에 답하시오. (단, NMOS 트랜지스터는 포화(saturation) 영역에서 동작하며, μn․Cox＝50μA/V2, (W/L)n＝20, VTH＝0.7V, λ＝0의 값을 갖는다고 가정한다. 또한 트랜지스터의 내부 기생(internal parasitic) 커패시터는 무시하고, C＝∞, IG＝0 이라고 가정한다) (총 15점)
[그림]
vi
C
10V
vo
2 \mathrm{k} \Omega
1.65 \mathrm{k} \Omega
VG
IG
2 \mathrm{k} \Omega
ID
3 \, \mathrm{k} \Omega
  1. (1) 동작점(operating point)에 대한 VG, ID를 각각 구하시오. (6점)
  2. (2) 저주파 소신호(small-signal) 전압이득 A_{v} = \frac{{v_{{o}}}}{{v_{{i}}}}를 구하시오. (9점)