다음 회로의 제너조정기는 에서 까지 변하는 입력전압과 에서 까지 변하는 부하전류 을 가지고 있다. 제너전압이 이면, 직렬저항 의 최대허용값 은?
2010년 국가직 9급 전자공학개론 5번
2010년도 시행 • 5번 문항
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정답: 1번
■ 1단계: 제너 다이오드 정상 동작 한계 조건
• 제너 다이오드가 항복 영역($V_Z = 10\text{ V}$)을 유지하기 위해서는 제너 전류 $I_Z \ge 0$이어야 합니다:
$$I_Z = I_S - I_L = \frac{V_{in} - V_Z}{R_S} - I_L \ge 0$$
■ 2단계: 최악 조건(Worst Case) 대입 및 $R_S$ 계산
• 제너 전류가 최소가 되는 최악 조건은 입력 전압이 최소($V_{in} = 15\text{ V}$)이고 부하 전류가 최대($I_L = 50\text{ mA}$)일 때입니다:
$$\frac{15\text{ V} - 10\text{ V}}{R_S} - 50\text{ mA} \ge 0$$
$$\frac{5\text{ V}}{R_S} \ge 0.05\text{ A} \implies R_S \le \frac{5\text{ V}}{0.05\text{ A}} = 100\text{ }\Omega$$
■ 최종 결과:
• 직렬저항 $R_S$의 최대허용값은 100 $\Omega$ (①번)
• 제너 다이오드가 항복 영역($V_Z = 10\text{ V}$)을 유지하기 위해서는 제너 전류 $I_Z \ge 0$이어야 합니다:
$$I_Z = I_S - I_L = \frac{V_{in} - V_Z}{R_S} - I_L \ge 0$$
■ 2단계: 최악 조건(Worst Case) 대입 및 $R_S$ 계산
• 제너 전류가 최소가 되는 최악 조건은 입력 전압이 최소($V_{in} = 15\text{ V}$)이고 부하 전류가 최대($I_L = 50\text{ mA}$)일 때입니다:
$$\frac{15\text{ V} - 10\text{ V}}{R_S} - 50\text{ mA} \ge 0$$
$$\frac{5\text{ V}}{R_S} \ge 0.05\text{ A} \implies R_S \le \frac{5\text{ V}}{0.05\text{ A}} = 100\text{ }\Omega$$
■ 최종 결과:
• 직렬저항 $R_S$의 최대허용값은 100 $\Omega$ (①번)