다음 신호증폭용 바이폴라 트랜지스터(BJT)의 고정 바이어스 회로에서, 베이스-콜렉터간 전압값 가 -6V가 되기 위한 바이어스 저항 값은? (단, BJT의 이다)
2012년 국가직 9급 전자공학개론 10번
2012년도 시행 • 10번 문항
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정답: 1번
■ 1단계: 베이스 전류($I_B$) 및 컬렉터 전류($I_C$) 계산
• 베이스 루프 KVL 적용 ($V_{CC} = 10.7\text{ V}, R_B = 200\text{ k}\Omega, V_{BE} = 0.7\text{ V}$):
$$I_B = \frac{V_{CC} - V_{BE}}{R_B} = \frac{10.7\text{ V} - 0.7\text{ V}}{200\text{ k}\Omega} = \frac{10\text{ V}}{200\text{ k}\Omega} = 0.05\text{ mA}$$
• 활성 영역 동작 컬렉터 전류 $I_C$:
$$I_C = \beta I_B = 100 \times 0.05\text{ mA} = 5\text{ mA}$$
■ 2단계: 컬렉터 노드 전압($V_C$) 계산
• 베이스-컬렉터 전압 관계식 ($V_{BC} = -6\text{ V}, V_B = V_{BE} = 0.7\text{ V}$):
$$V_{BC} = V_B - V_C \implies -6\text{ V} = 0.7\text{ V} - V_C \implies V_C = 6.7\text{ V}$$
■ 3단계: 바이어스 저항 $R_C$ 계산
• 저항 $R_C$ 양단 전압 강하 $V_{RC}$:
$$V_{RC} = V_{CC} - V_C = 10.7\text{ V} - 6.7\text{ V} = 4\text{ V}$$
• 저항 $R_C$ 값 계산:
$$R_C = \frac{V_{RC}}{I_C} = \frac{4\text{ V}}{5\text{ mA}} = 0.8\text{ k}\Omega$$
■ 최종 결과:
• $R_C$ 값은 0.8 k$\Omega$ (①번)
• 베이스 루프 KVL 적용 ($V_{CC} = 10.7\text{ V}, R_B = 200\text{ k}\Omega, V_{BE} = 0.7\text{ V}$):
$$I_B = \frac{V_{CC} - V_{BE}}{R_B} = \frac{10.7\text{ V} - 0.7\text{ V}}{200\text{ k}\Omega} = \frac{10\text{ V}}{200\text{ k}\Omega} = 0.05\text{ mA}$$
• 활성 영역 동작 컬렉터 전류 $I_C$:
$$I_C = \beta I_B = 100 \times 0.05\text{ mA} = 5\text{ mA}$$
■ 2단계: 컬렉터 노드 전압($V_C$) 계산
• 베이스-컬렉터 전압 관계식 ($V_{BC} = -6\text{ V}, V_B = V_{BE} = 0.7\text{ V}$):
$$V_{BC} = V_B - V_C \implies -6\text{ V} = 0.7\text{ V} - V_C \implies V_C = 6.7\text{ V}$$
■ 3단계: 바이어스 저항 $R_C$ 계산
• 저항 $R_C$ 양단 전압 강하 $V_{RC}$:
$$V_{RC} = V_{CC} - V_C = 10.7\text{ V} - 6.7\text{ V} = 4\text{ V}$$
• 저항 $R_C$ 값 계산:
$$R_C = \frac{V_{RC}}{I_C} = \frac{4\text{ V}}{5\text{ mA}} = 0.8\text{ k}\Omega$$
■ 최종 결과:
• $R_C$ 값은 0.8 k$\Omega$ (①번)