5급 공채 2차

2020년 5급 공채 기술 2차 전자회로(필수)

문제 5개 · 100점. 참고 답안·채점 기준은 앱에서 볼 수 있습니다.

제1문 (20점)

다음 LED (Light-Emitting Diode) 구동 회로에 대하여 물음에 답하시오. (단, 사용된 트랜지스터의 특성은 VTH＝1.0V, µnCox＝200µA/V2, ro＝\infty \Omega, \frac{{W}}{{L}}＝100이고, 포화영역에서 동작한다. W는 트랜지스터의 채널폭이고, L은 트랜지스터의 채널길이이다) (총 20점)
[그림]
  1. (1) 연산 증폭기의 이득이 매우 크다고 가정할 때, 출력단에 흐르는 전류 IOUT를 구하시오. (4점)
  2. (2) 연산 증폭기의 출력 노드(트랜지스터의 게이트 단자)에서의 전압값을 구하시오. (6점)
  3. (3) 각각의 LED를 2V의 DC 전압원과 20\Omega의 저항이 직렬로 연결된 회로로 모델링할 때, 위의 구동 회로가 올바르게 동작하기 위한 직렬로 연결이 가능한 LED의 최대 개수를 구하시오. (10점)

제2문 (24점)

다음 회로에 대하여 물음에 답하시오. (단, I＝0.2mA, Rsig＝200k\Omega, RD＝50k\Omega이고, Q1과 Q2는 동일한 트랜지스터이며, Vov＝0.2V, λ＝0, Cgs＝Cgd＝1pF이다) (총 24점)
[그림]
  1. (1) 저주파 등가회로를 이용하여 전압이득 AM (＝\frac{{V_{{O}}}}{{V_{{sig}}}})을 구하시오. (8점)
  2. (2) 고주파 등가회로를 이용하여 입력단과 출력단의 고주파 극점(pole) 주파수를 구하시오. (12점)
  3. (3) 고주파 차단 주파수 fH를 구하시오. (4점)

제3문 (20점)

다음 3단 링－오실레이터(3-stage Ring Oscillator)에 대하여 물음에 답하시오. (단, RD＝1k\Omega, CL＝0.2pF이며, channel-length modulation은 무시한다) (총 20점)
[그림]
  1. (1) 링－오실레이터의 발진주파수를 구하시오. (10점)
  2. (2) 링－오실레이터가 발진하기 위한 M1의 트랜스컨덕턴스(gm)의 최솟값을 구하시오. (10점)

제4문 (16점)

다음 회로에서 R＝250\Omega, RL＝1k\Omega일 때, 물음에 답하시오. (단, 트랜지스터의 베이스와 이미터간 순방향 전압강하 VBE＝0.7V이고, 전류이득 βdc＝50이다) (총 16점)
[그림]
  1. (1) 출력전압(Vo)를 구하시오. (2점)
  2. (2) 저항전류(IR)을 구하시오. (2점)
  3. (3) 제너전류(IZ)를 구하시오. (단, IC≈IE로 계산한다) (4점)
  4. (4) 일정한 출력전압이 유지되는 작동원리를 설명하시오. (8점)

제5문 (20점)

다음 회로에 대하여 물음에 답하시오. (단, λ＝0, Cgd＝0.3pF, Cgs＝2pF, VGS＝3.55V, gm＝1.55mA/V이다) (총 20점)
[그림]
  1. (1) 위의 회로에 대해 FET의 내부 캐패시터를 포함하는 소신호 모델을 그리시오. (단, 전압의 극성을 표기한다) (6점)
  2. (2) 입력단에서의 밀러 캐패시턴스를 구하시오. (4점)
  3. (3) 소신호 이득의 3－dB 주파수를 구하시오. (6점)
  4. (4) 중간대역에서의 전압이득을 구하시오. (4점)