5급 공채 2차

2024년 5급 공채 기술 2차 전자회로(필수)

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

제1문 (20점)

다음 회로에 대하여 물음에 답하시오. (단, \mu_{{n}} C_{{ox}}＝200[μA/V2], \mu_{{p}} C_{{ox}}＝50[μA/V2], W_{{1}} / L_{{1}}＝10/40[μm/nm], W_{{2}} / L_{{2}}＝40/40[μm/nm], I_{{D \, 1}}＝I_{{D \, 2}}＝1[mA], \lambda_{1}＝\lambda_{2}＝0.2[V-1]이고, 여기서 W \,는 트랜지스터 채널폭, L은 트랜지스터 채널길이, \lambda는 트랜지스터 채널길이 변조 파라미터이다) (총 20점)
[그림]
  1. (1) 중간주파수(Mid-band)에서의 전압이득(\frac{{V_{{out}}}}{{V_{{i n}}}})을 등가회로를 그려서 구하시오. (10점)
  2. (2) 입력전압 V_{{i n}}에서 보이는 입력 커패시턴스(C_{{i n}})를 구하시오. (단, MOSFET의 내부 커패시턴스 C_{{gs 1}}＝C_{{gs 2}}＝200[fF], C_{{gd \, 1}}＝C_{{gd \, 2}}＝40[fF]이다) (6점)
  3. (3) 입력전압 V_{{i n}}에 R_{{s}}＝50[Ω]이 직렬로 연결될 때, 발생하는 고주파 극점(f_{{P \, 1}})을 구하시오. (4점)

제2문 (20점)

다음 피드백 회로에 대하여 물음에 답하시오. (단, U_{1} 연산증폭기는 개방루프 이득이 100이고 입출력 저항은 이상적이며, U_{2} 연산증폭기는 이상적이다) (총 20점)
[그림]
  1. (1) 피드백 인자(\beta)를 구하시오. (10점)
  2. (2) 폐루프 전압이득(\frac{{V_{{out}}}}{{V_{{i n}}}})을 구하시오. (10점)

제3문 (20점)

다음 회로에 대하여 물음에 답하시오. (단, V_{{S \, 1}}＝8[V], V_{{S \, 2}}＝10[V], R_{1}＝R_{3}＝10[kΩ]이며 제너다이오드의 항복전압 V_{Z}＝5[V], Q_{1}은 이상적인 트랜지스터이고, 연산증폭기는 이상적이다) (총 20점)
[그림]
  1. (1) 부하저항 R_{L}에 인가되는 전압이 7.5[V]로 일정하게 유지될 때, R_{4}를 구하시오. (6점)
  2. (2) 부하 단락 전류가 25[mA]일 때, R_{2}를 구하시오. (6점)
  3. (3) 부하저항 R_{L}에 인가되는 전압이 7.5[V], 부하 소비전력이 37.5[mW]일 때의 트랜지스터 Q_{1}의 컬렉터에 흐르는 전류 I_{C} \,와 컬렉터－이미터 전압 V_{CE} \,를 구하시오. (단, 1)과 2)의 조건과 동작조건은 같다) (8점)

제4문 (20점)

다음 차동증폭기에 대하여 물음에 답하시오. (단, 연산증폭기는 이상적이다) (총 20점)
[그림]
  1. (1) 차동증폭기의 입출력 관계식(V_{{o}}＝function(V_{{1}}, V_{{2}}))을 구하시오. (10점)
  2. (2) 저항값이 R_{1}＝10.1[kΩ], R_{2}＝0.99[MΩ], R_{3}＝9.9[kΩ], R_{4}＝1.01[MΩ]일 때, 공통모드 제거 비율(Common-Mode Rejection-Ratio)을 구하시오. (10점)

제5문 (20점)

다음 회로에 대하여 물음에 답하시오. (단, 입력 바이어스 전압 V_{B} \,는 출력 V_{{o}} \,의 DC 전압이 2[V]가 되도록 조정한다. M_{1}의 파라미터는 \mu_{{n}} C_{{ox}}＝200[μA/V2], \frac{{W}}{{L}}＝10, 채널길이 변조계수 \lambda＝0[V-1]이고, Q_{2}의 파라미터는 \beta_{{DC}} \,＝\beta_{{ac}}＝100, 얼리전압 V_{{A}}＝\infty, \, V_{{T}} \,＝26[mV], V_{{BE}} \,＝0.7[V]이다) (총 20점)
[그림]
  1. (1) M_{1}의 드레인 전류 I_{{D \, 1}}과 Q_{2}의 컬렉터 전류 I_{{C \, \, 2}}를 각각 구하시오. (6점)
  2. (2) M_{1}, Q_{2}의 소신호 \pi 등가 모델을 이용하여 회로 전체의 등가 모델을 그리시오. (6점)
  3. (3) 2)를 이용하여 전압이득(\frac{{V_{{o}}}}{{V_{{i}}}})을 구하시오. (8점)