다음 증폭기의 교류 등가 회로에서 베이스 전압 [mV]는? (단, 교류 에미터 저항 이다)
2022년 지방직 9급 전자공학개론 15번
2022년도 시행 • 15번 문항
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정답: 3번
■ 1단계: BJT 교류 입력 임피던스 $Z_i$ 계산
• 베이스 단자에서 바라본 입력 임피던스:
$$Z_{\text{in(base)}} = \beta_{ac} (r_e' + R_E) = 100 \times (10\text{ }\Omega + 390\text{ }\Omega) = 40\text{ k}\Omega$$
• 회로 전체 입력 임피던스 $Z_i$:
$$Z_i = R_1 \parallel R_2 \parallel Z_{\text{in(base)}} = 20\text{ k}\Omega \parallel 40\text{ k}\Omega \parallel 40\text{ k}\Omega = 20\text{ k}\Omega \parallel 20\text{ k}\Omega = 10\text{ k}\Omega$$
■ 2단계: 전압 분배를 통한 베이스 전압 $V_b$ 계산
• 신호원 저항 $R_s = 10\text{ k}\Omega$과 회로 입력 임피던스 $Z_i = 10\text{ k}\Omega$ 사이의 전압 분배:
$$V_b = V_{in} \times \frac{Z_i}{R_s + Z_i} = 20\text{ mV} \times \frac{10\text{ k}\Omega}{10\text{ k}\Omega + 10\text{ k}\Omega} = 10\text{ mV}$$
■ 최종 결과:
• 베이스 전압 $V_b$는 10 [mV] (③번)
• 베이스 단자에서 바라본 입력 임피던스:
$$Z_{\text{in(base)}} = \beta_{ac} (r_e' + R_E) = 100 \times (10\text{ }\Omega + 390\text{ }\Omega) = 40\text{ k}\Omega$$
• 회로 전체 입력 임피던스 $Z_i$:
$$Z_i = R_1 \parallel R_2 \parallel Z_{\text{in(base)}} = 20\text{ k}\Omega \parallel 40\text{ k}\Omega \parallel 40\text{ k}\Omega = 20\text{ k}\Omega \parallel 20\text{ k}\Omega = 10\text{ k}\Omega$$
■ 2단계: 전압 분배를 통한 베이스 전압 $V_b$ 계산
• 신호원 저항 $R_s = 10\text{ k}\Omega$과 회로 입력 임피던스 $Z_i = 10\text{ k}\Omega$ 사이의 전압 분배:
$$V_b = V_{in} \times \frac{Z_i}{R_s + Z_i} = 20\text{ mV} \times \frac{10\text{ k}\Omega}{10\text{ k}\Omega + 10\text{ k}\Omega} = 10\text{ mV}$$
■ 최종 결과:
• 베이스 전압 $V_b$는 10 [mV] (③번)