(가)의 입력 를 (나) 회로에 인가했을 때, 출력 전압 의 최솟값[V]은? (단, 다이오드는 이상적인 소자이다)
2026년 지방직 9급 전자공학개론 14번
2026년도 시행 • 14번 문항
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정답: 2번
■ 1단계: 입력 신호 구간별 다이오드 상태 분석
• 입력 $v_i$가 양(+)의 전압일 때:
- 다이오드 $D_1$의 캐소드 전위가 높아져 $D_1$은 역방향 차단(OFF) 상태가 됩니다.
• 입력 $v_i$가 음(-)의 최솟값인 $-10\text{ V}$에 도달할 때:
- $D_1$의 캐소드 전압이 $-10\text{ V}$로 낮아져 $D_1$은 순방향 도통(ON) 상태가 됩니다.
- $D_1$이 도통되면 중간 노드의 전압은 입력 전압과 동일한 $-10\text{ V}$로 고정됩니다.
■ 2단계: 출력단 다이오드 $D_2$ 동작 및 최솟값 계산
• 중간 노드 전압이 $-10\text{ V}$일 때 다이오드 $D_2$의 상태:
- $D_2$의 애노드 전압은 $-10\text{ V}$, 캐소드 전압은 직류 전원 $-5\text{ V}$에 연결되어 있습니다.
- 애노드 전위($-10\text{ V}$)가 캐소드 전위($-5\text{ V}$)보다 낮으므로 $D_2$는 역방향 차단(OFF)됩니다.
• $D_2$가 차단되면 출력 노드는 저항을 통해 연결된 직류 기준 전압 $-5\text{ V}$로 클램핑 유지됩니다.
• 따라서 출력 전압 $v_o$가 가질 수 있는 최솟값은 $-5\text{ V}$입니다.
■ 최종 결과:
• 출력 전압의 최솟값은 -5 [V] (②번)
• 입력 $v_i$가 양(+)의 전압일 때:
- 다이오드 $D_1$의 캐소드 전위가 높아져 $D_1$은 역방향 차단(OFF) 상태가 됩니다.
• 입력 $v_i$가 음(-)의 최솟값인 $-10\text{ V}$에 도달할 때:
- $D_1$의 캐소드 전압이 $-10\text{ V}$로 낮아져 $D_1$은 순방향 도통(ON) 상태가 됩니다.
- $D_1$이 도통되면 중간 노드의 전압은 입력 전압과 동일한 $-10\text{ V}$로 고정됩니다.
■ 2단계: 출력단 다이오드 $D_2$ 동작 및 최솟값 계산
• 중간 노드 전압이 $-10\text{ V}$일 때 다이오드 $D_2$의 상태:
- $D_2$의 애노드 전압은 $-10\text{ V}$, 캐소드 전압은 직류 전원 $-5\text{ V}$에 연결되어 있습니다.
- 애노드 전위($-10\text{ V}$)가 캐소드 전위($-5\text{ V}$)보다 낮으므로 $D_2$는 역방향 차단(OFF)됩니다.
• $D_2$가 차단되면 출력 노드는 저항을 통해 연결된 직류 기준 전압 $-5\text{ V}$로 클램핑 유지됩니다.
• 따라서 출력 전압 $v_o$가 가질 수 있는 최솟값은 $-5\text{ V}$입니다.
■ 최종 결과:
• 출력 전압의 최솟값은 -5 [V] (②번)