5급 공채 2차

2022년 5급 공채 기술 2차 전자회로(선택)

문제 5개 · 50점. 참고 답안·채점 기준은 앱에서 볼 수 있습니다.

제1문 (10점)

다음 회로에 대하여 물음에 답하시오. (단, 연산증폭기는 이상적이다) (총 10점)
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  1. (1) 전압 VA의 값을 구하시오. (2점)
  2. (2) 전압 VB의 값을 구하시오. (3점)
  3. (3) 전압 VC의 값을 구하시오. (2점)
  4. (4) 전류 IA의 값을 구하시오. (3점)

제2문 (10점)

다음 회로에 대하여 물음에 답하시오. (단, rmmu_{{n}} C_{{ox}} = \, 500 \, \mu A / V^{{2}}, \frac{{W_{{1}}}}{{L_{{1}}}} \, = \, \frac{{W_{{2}}}}{{L_{{2}}}} \, = \, \frac{{50 \mu m}}{{0.25 \mu m}}, rmlambda_{{1}} = \lambda_{{2}} = 0, \frac{{W_{{3}}}}{{L_{{3}}}} \, = \frac{{50 \mu m}}{{1 \mu m}}, \frac{{W_{{4}}}}{{L_{{4}}}} \, = \frac{{5 \mu m}}{{1 \mu m}}, rmlambda_{{3}} = \lambda_{{4}} = 0.05 V^{{- 1}}이고, W:트랜지스터 채널폭, L:트랜지스터 채널길이, \lambda:트랜지스터 채널길이 변조 파라미터이다) (총 10점)
[그림]
  1. (1) 차동출력신호(\mathrm{v}_{{o 1}} - \mathrm{v}_{{o 2}})에 대해 차동－모드 입력(\mathrm{v}_{{1}} - \mathrm{v}_{{2}})에 대한 전압이득 \mathrm{A}_{{dm}} = \frac{{v_{{o 1}} - v_{{o 2}}}}{{v_{{1}} - v_{{2}}}}을 구하시오. (단, \mathrm{R}_{{D 1}} = \mathrm{R}_{{D 2}} =2kΩ이다) (2점)
  2. (2) 차동출력신호(\mathrm{v}_{{o 1}} - \mathrm{v}_{{o 2}})에 대해 공통－모드 입력(\mathrm{v}_{{cm}})에 대한 전압이득 \mathrm{A}_{{cm - dm}} = \frac{{v_{{o 1}} - v_{{o 2}}}}{{v_{{cm}}}}을 구하시오. (단, \mathrm{R}_{{D 1}} = \,2kΩ, \mathrm{R}_{{D 2}} = \,1.9kΩ 이다) (2점)
  3. (3) T 노드에 고주파 기생 캐패시터 \mathrm{C}_{{P}} = 1 \mathrm{pF}이 존재할 때, \mathrm{A}_{{cm - dm}}의 주파수 특성관련 보드선도를 그리시오. (단, 보드선도 내 X축은 주파수, Y축은 20 \log \left| A_{{cm - dm}} \right|dB이다) (6점)

제3문 (12점)

다음 회로에서 물음에 답하시오. (단, 각 다이오드는 이상적이며 0.6V의 턴온(Turn-on) 전압을 가진다) (총 12점)
[그림]
  1. (1) VB＝0V라고 하자. Vin이 －∞부터 ∞까지 변할 때, Vout을 Vin에 대한 함수식으로 표현하시오. (6점)
  2. (2) VB＝3.3V라고 하자. Vin이 －∞부터 ∞까지 변할 때, Vout을 Vin에 대한 함수식으로 표현하시오. (6점)

제4문 (8점)

다음은 응답속도를 빠르게 하여 입력전압이나 부하전류 등의 안정화를 위한 궤환형 선형 직렬 회로이다. 아래의 물음에 답하시오. (단, Q1, Q2 증폭기는 동일한 트랜지스터이며, VBE＝0.7V이고, \beta＝100이다. R1＝1kΩ, R3＝2kΩ, R4＝10kΩ, VZ＝10V, \mathrm{V}_{{i}}＝30V, Vo＝16.05V, IL＝500mA, \mathrm{I}_{{B 2}} \cong 0이다. 계산에서 소수점 셋째 자리에서 반올림한다) (총 8점)
[그림]
  1. (1) 일정한 출력전압 Vo＝16.05V가 되기 위한 \mathrm{R}_{{2}} \,를 구하고, \mathrm{I}_{{R 1}}, \mathrm{I}_{{R 3}}, \mathrm{I}_{{R 4}}, \mathrm{I}_{{Z}}를 각각 풀이과정과 함께 구하시오. (5점)
  2. (2) 회로의 동작원리를 설명하시오. (3점)

제5문 (10점)

다음 공통 소스 증폭기 회로에서 아래 제시된 값들을 참조하여 물음에 답하시오. (총 10점)
\mathrm{R}_{{1}}＝10kΩ, \mathrm{R}_{{2}}＝15kΩ, \mathrm{R}_{{a}}＝20kΩ, \mathrm{R}_{{b}}＝20kΩ, \mathrm{C}_{{gs}}＝30fF, \mathrm{C}_{{gd}}＝5fF, \mathrm{C}_{{L}}＝30fF, \mathrm{g}_{{m}}＝2mA/V
(단, 트랜지스터는 포화영역에서 동작하고, 채널길이 변조 효과는 무시한다)

[그림]
[그림]
  1. (1) 중간대역(Mid-band)에서의 소신호 전압이득 \frac{{\mathrm{v}_{{\mathrm{out}}}}}{{\mathrm{v}_{{\mathrm{sig}}}}}을 구하시오. (1점)
  2. (2) 밀러 정리(Miller’s theorem)를 이용하여 X와 Y노드에서 바라보는 각 등가 캐패시턴스 \mathrm{C}_{{X}}와 \mathrm{C}_{{Y}}를 구하시오. (단, \mathrm{C}_{{S}}는 무시할 만큼 매우 크다고 가정한다) (3점)
  3. (3) 고주파 소신호에 의한 전압이득 \frac{{\mathrm{v}_{{\mathrm{out}}}}}{{\mathrm{v}_{{\mathrm{sig}}}}}, \mathrm{C}_{{X}}와 \mathrm{C}_{{Y}}로 생성되는 두 극점 주파수를 구하고 밀러 배수와 대역폭의 관계를 설명하시오. (단, \mathrm{C}_{{S}}는 무시할 만큼 매우 크다고 가정한다) (6점)