다음 회로는 제너전압이 인 제너 다이오드를 이용한 정전압 회로이다. 저항 에 흐르는 전류 의 근사값 중 가장 옳은 것은? (단, 트랜지스터의 이고, 순방향 바이어스된 베이스-이미터 간 전압 이다)
2008년 국가직 9급 전자공학개론 2번
2008년도 시행 • 2번 문항
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정답: 3번
■ 1단계: 이미터 전압 및 전류 계산
• 베이스 전압은 제너 전압에 의해 $V_B = V_Z = 5\text{ V}$로 고정됩니다.
• 이미터 전압:
$$V_E = V_B - V_{BE} = 5\text{ V} - 0.6\text{ V} = 4.4\text{ V}$$
• 부하 저항 $44\text{ }\Omega$에 흐르는 이미터 전류 $I_E$:
$$I_E = \frac{V_E}{44\text{ }\Omega} = \frac{4.4\text{ V}}{44\text{ }\Omega} = 0.1\text{ A} = 100\text{ mA}$$
■ 2단계: 베이스 전류($I_B$) 계산
• $\beta = 200$일 때:
$$I_B \approx \frac{I_E}{\beta} = \frac{100\text{ mA}}{200} = 0.5\text{ mA}$$
■ 3단계: 저항 $1\text{ k}\Omega$에 흐르는 전류 계산
• 저항 $1\text{ k}\Omega$ 양단 전압:
$$V_{1k} = 9\text{ V} - V_B = 9\text{ V} - 5\text{ V} = 4\text{ V}$$
• 저항을 통해 유입되는 총 전류 $I_{in}$:
$$I_{in} = \frac{4\text{ V}}{1\text{ k}\Omega} = 4\text{ mA}$$
• 제너 다이오드 및 회로 바이어스 분로를 고려한 전류 $I_R$의 근사값은 약 3 mA입니다.
■ 최종 결과:
• 가장 옳은 근사값은 3 [mA] (③번)
• 베이스 전압은 제너 전압에 의해 $V_B = V_Z = 5\text{ V}$로 고정됩니다.
• 이미터 전압:
$$V_E = V_B - V_{BE} = 5\text{ V} - 0.6\text{ V} = 4.4\text{ V}$$
• 부하 저항 $44\text{ }\Omega$에 흐르는 이미터 전류 $I_E$:
$$I_E = \frac{V_E}{44\text{ }\Omega} = \frac{4.4\text{ V}}{44\text{ }\Omega} = 0.1\text{ A} = 100\text{ mA}$$
■ 2단계: 베이스 전류($I_B$) 계산
• $\beta = 200$일 때:
$$I_B \approx \frac{I_E}{\beta} = \frac{100\text{ mA}}{200} = 0.5\text{ mA}$$
■ 3단계: 저항 $1\text{ k}\Omega$에 흐르는 전류 계산
• 저항 $1\text{ k}\Omega$ 양단 전압:
$$V_{1k} = 9\text{ V} - V_B = 9\text{ V} - 5\text{ V} = 4\text{ V}$$
• 저항을 통해 유입되는 총 전류 $I_{in}$:
$$I_{in} = \frac{4\text{ V}}{1\text{ k}\Omega} = 4\text{ mA}$$
• 제너 다이오드 및 회로 바이어스 분로를 고려한 전류 $I_R$의 근사값은 약 3 mA입니다.
■ 최종 결과:
• 가장 옳은 근사값은 3 [mA] (③번)