다음 회로의 입력 과 가 그림과 같이 동일한 경우 출력 파형으로 옳은 것은?
2011년 국가직 9급 전자공학개론 7번
2011년도 시행 • 7번 문항
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정답: 2번
■ 1단계: 상단 및 하단 증폭단 출력 분석
• 상단 반전 증폭단 출력 ($V_{\text{top}}$):
$$V_{\text{top}} = -2V_1$$
• 하단 다이오드 정류 버퍼단 출력 ($V_{\text{bottom}}$):
- $V_2 > 0$ (양의 반주기): 다이오드 도통으로 $V_{\text{bottom}} = V_2$
- $V_2 < 0$ (음의 반주기): 다이오드 차단으로 $V_{\text{bottom}} = 0\text{ V}$
■ 2단계: 최종 반전 가산기 출력($V_o$) 계산
• 최종 출력 관계식:
$$V_o = -\left(\frac{R}{R}V_{\text{top}} + \frac{R}{R/2}V_{\text{bottom}}\right) = -(V_{\text{top}} + 2V_{\text{bottom}})$$
• 입력이 양수 구간일 때 ($V_1 = V_2 = 1\text{ V}$):
- $V_{\text{top}} = -2\text{ V}, \quad V_{\text{bottom}} = 1\text{ V}$
- $V_o = -(-2\text{ V} + 2(1\text{ V})) = 0\text{ V}$
• 입력이 음수 구간일 때 ($V_1 = V_2 = -1\text{ V}$):
- $V_{\text{top}} = 2\text{ V}, \quad V_{\text{bottom}} = 0\text{ V}$
- $V_o = -(2\text{ V} + 2(0\text{ V})) = -2\text{ V}$
■ 최종 결과:
• 양의 주기에서는 0 V, 음의 주기에서는 -2 V가 출력되는 ②번 파형이 정답입니다.
• 상단 반전 증폭단 출력 ($V_{\text{top}}$):
$$V_{\text{top}} = -2V_1$$
• 하단 다이오드 정류 버퍼단 출력 ($V_{\text{bottom}}$):
- $V_2 > 0$ (양의 반주기): 다이오드 도통으로 $V_{\text{bottom}} = V_2$
- $V_2 < 0$ (음의 반주기): 다이오드 차단으로 $V_{\text{bottom}} = 0\text{ V}$
■ 2단계: 최종 반전 가산기 출력($V_o$) 계산
• 최종 출력 관계식:
$$V_o = -\left(\frac{R}{R}V_{\text{top}} + \frac{R}{R/2}V_{\text{bottom}}\right) = -(V_{\text{top}} + 2V_{\text{bottom}})$$
• 입력이 양수 구간일 때 ($V_1 = V_2 = 1\text{ V}$):
- $V_{\text{top}} = -2\text{ V}, \quad V_{\text{bottom}} = 1\text{ V}$
- $V_o = -(-2\text{ V} + 2(1\text{ V})) = 0\text{ V}$
• 입력이 음수 구간일 때 ($V_1 = V_2 = -1\text{ V}$):
- $V_{\text{top}} = 2\text{ V}, \quad V_{\text{bottom}} = 0\text{ V}$
- $V_o = -(2\text{ V} + 2(0\text{ V})) = -2\text{ V}$
■ 최종 결과:
• 양의 주기에서는 0 V, 음의 주기에서는 -2 V가 출력되는 ②번 파형이 정답입니다.