다음 회로에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 다이오드는 이상적이며, 의 값은 충분히 크다)
2013년 국가직 9급 전자공학개론 8번
2013년도 시행 • 8번 문항
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정답: 2번
■ 1단계: 다이오드 순방향 도통 및 커패시터 충전 분석
• 입력 신호 $V_{\text{in}}$이 상승하여 출력 전압(커패시터 양단 전압 $V_{\text{out}}$)보다 커지면, 연산증폭기의 출력이 상승하여 다이오드가 순방향으로 도통(ON)됩니다.
• 다이오드가 켜지면 피드백 루프가 형성되어 커패시터 $C$는 입력 신호의 최대 피크 전압까지 빠르게 충전됩니다.
■ 2단계: 다이오드 차단 및 피크 전압 유지
• 입력 신호 $V_{\text{in}}$이 피크를 지나 감소하면 $V_{\text{in}} < V_{\text{out}}$이 되어 다이오드가 역방향 차단(OFF) 상태가 됩니다.
• 시정수 $\tau = RC$가 매우 크므로 커패시터에 충전된 전하는 저항 $R$을 통해 방전되지 않고 유지되어 출력 전압은 입력 신호의 최대 피크 전압을 보존합니다.
■ 3단계: 회로 기능 판별
• 따라서 주어진 회로는 입력 주기 신호의 최댓값을 측정 및 유지하는 피크 검출기(Peak Detector)입니다.
■ 최종 결과:
• 옳은 설명은 ②번
• 입력 신호 $V_{\text{in}}$이 상승하여 출력 전압(커패시터 양단 전압 $V_{\text{out}}$)보다 커지면, 연산증폭기의 출력이 상승하여 다이오드가 순방향으로 도통(ON)됩니다.
• 다이오드가 켜지면 피드백 루프가 형성되어 커패시터 $C$는 입력 신호의 최대 피크 전압까지 빠르게 충전됩니다.
■ 2단계: 다이오드 차단 및 피크 전압 유지
• 입력 신호 $V_{\text{in}}$이 피크를 지나 감소하면 $V_{\text{in}} < V_{\text{out}}$이 되어 다이오드가 역방향 차단(OFF) 상태가 됩니다.
• 시정수 $\tau = RC$가 매우 크므로 커패시터에 충전된 전하는 저항 $R$을 통해 방전되지 않고 유지되어 출력 전압은 입력 신호의 최대 피크 전압을 보존합니다.
■ 3단계: 회로 기능 판별
• 따라서 주어진 회로는 입력 주기 신호의 최댓값을 측정 및 유지하는 피크 검출기(Peak Detector)입니다.
■ 최종 결과:
• 옳은 설명은 ②번