5급 공채 2차

2021년 5급 공채 기술 2차 전자회로(선택)

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

제1문 (11점)

다음 회로에 대하여 물음에 답하시오. (단, 트랜지스터의 베이스와 이미터간 순방향 전압강하 \mathrm{V}_{{BE_{1}}} = \mathrm{V}_{{BE_{2}}}＝0.7V이고, 전류이득 \beta_{1}＝140, \beta_{2}＝180이다) (총 11점)
[그림]
  1. (1) \mathrm{Q}_{1}의 베이스 전류 \mathrm{I}_{\mathrm{B}}_{1}을 구하시오. (4점)
  2. (2) Q2의 베이스 전류 \mathrm{I}_{{B_{{2}}}}, 컬렉터 전류 \mathrm{I}_{\mathrm{C}}_{2}와 \mathrm{R}_{\mathrm{C}}에 흐르는 전류 \mathrm{I}_{\mathrm{C}}를 구하시오. (4점)
  3. (3) 입력단의 직류전압 \mathrm{V}_{\mathrm{i}}와 출력단의 직류전압 \mathrm{V}_{\mathrm{o}}를 구하시오. (3점)

제2문 (12점)

다음 이상적인 연산증폭기를 이용한 비안정 멀티바이브레이터(astable multivibrator) 회로에 대하여 물음에 답하시오. (단, \mathrm{V}_{{o}} ( \mathrm{sat} )은 ±14V, \mathrm{V}_{\mathrm{A}}의 최댓값과 최솟값은 각각 ＋0.5V, －0.5V이며, \mathrm{V}_{\mathrm{CC}}는 14V이다) (총 12점)
[그림]
  1. (1) 저항 \mathrm{R}_{3}의 값을 구하시오. (6점)
  2. (2) \mathrm{C}_{{1}} = 0.1μF일 때, \mathrm{V}_{\mathrm{o}}파형의 주파수가 1kHz가 되게 하는 저항 \mathrm{R}_{1}의 값을 구하시오. (6점)

제3문 (15점)

다음 2단 증폭기에서 트랜지스터 \mathrm{M}_{1}, \mathrm{M}_{2}의 채널 길이/너비는 각각 \mathrm{W}_{1}/\mathrm{L}_{1}, \mathrm{W}_{2}/\mathrm{L}_{2}이다. \mathrm{V}_{\mathrm{B}}에는 적절한 고정전압이 인가된다. 아래 제시된 값들을 참조하여 물음에 답하시오. (총 15점)
[그림]
rmmu_{{n}} C_{{ox}}＝500μA/V2, \mu_{{p}} \mathrm{C}_{{ox}}＝200μA/V2, \frac{{W_{{1}}}}{{L_{{1}}}} = 100, \frac{{W_{{2}}}}{{L_{{2}}}} = 64, \mathrm{I}_{{B \, 1}} = 16mA, \mathrm{I}_{{B \, 2}} = 2.5mA, \mathrm{R}_{{B \, 1}} = \mathrm{R}_{{B \, 2}} = 20kΩ, \mathrm{R}_{{D \, 1}} = 500Ω, \mathrm{R}_{{D 2}} = 750Ω, \mathrm{C}_{{B 1}} = 80pF, \mathrm{C}_{{B 2}} = 20pF (단, MOSFET의 전류－전압 특성은 Square-rule을 따르며 채널 길이 변조(channel-length modulation)는 무시된다)
  1. (1) 출력단자(\mathrm{V}_{\mathrm{o}})가 개방일 때, 중간대역(Mid-band)에서의 전압이득(\mathrm{V}_{\mathrm{o}}/\mathrm{V}_{\mathrm{i}})을 구하시오. (5점)
  2. (2) 1)과 같은 조건에서, 저주파 특성을 결정짓는 영점과 극점(\mathrm{f}_{\mathrm{Z}} 1, \mathrm{f}_{\mathrm{Z}} 2, \mathrm{f}_{\mathrm{P}} 1, \mathrm{f}_{\mathrm{P}} 2)을 모두 구하시오. (7점)
  3. (3) 출력단자가 외부 부하용량 \mathrm{C}_{\mathrm{L}}을 구동한다. 주파수 대역 \mathrm{f}＝0.1～1GHz에 대해서, 전압이득이 1)에서 구한 중간대역 전압이득 ±3dB 이내의 범위를 유지할 수 있는 \mathrm{C}_{\mathrm{L}}의 최댓값을 구하시오. (3점)

제4문 (12점)

다음 직렬형 안정기 회로에 대하여 물음에 답하시오. (단, \mathrm{Q}_{1}과 \mathrm{Q}_{2}는 동일한 BJT이며, 활성 상태일 때 트랜지스터의 베이스와 이미터간 순방향 전압강하는 0.7V이다) (총 12점)
[그림]
  1. (1) 부하저항 \mathrm{R}_{\mathrm{L}}이 10Ω일 때, 출력전압 \mathrm{V}_{\mathrm{o}}를 구하시오. (4점)
  2. (2) 부하저항 \mathrm{R}_{\mathrm{L}}→0일 때, 출력전류 \mathrm{I}_{\mathrm{o}}의 최댓값을 구하시오. (8점)