다음은 교류 입력 신호를 정류하는 회로이다. 동일한 교류 입력에 대하여 출력 파형이 동일한 것은? (단, 다이오드는 이상적인 것으로 가정한다)
2013년 국가직 9급 전자공학개론 18번
2013년도 시행 • 18번 문항
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정답: 3번
■ 1단계: 각 정류 회로별 출력 특성 분석
• 회로 (ㄱ) 반파 정류기:
- 다이오드 1개를 사용하여 입력의 양(+)의 반주기만 통과시키는 반파 정류 파형을 출력합니다.
• 회로 (ㄴ) 중간 탭(Center-tapped) 전파 정류기:
- 1:2 변압기의 중앙 탭을 접지 기준으로 사용하므로, 부하에 걸리는 전압은 입력 피크 전압 $V_m$ 크기의 전파 정류 파형이 됩니다.
• 회로 (ㄷ) 전파 브리지 정류기:
- 1:1 변압기와 4개의 다이오드를 결합하여 부하에 입력 피크 전압 $V_m$ 크기의 전파 정류 파형을 전달합니다.
• 회로 (ㄹ) 반파 배전압 회로:
- 다이오드와 커패시터 조합으로 피크 전압의 약 2배($2V_m$)에 달하는 직류 전압을 형성합니다.
■ 2단계: 출력 파형 비교
• 다이오드가 이상적일 때 회로 (ㄴ)과 회로 (ㄷ)은 출력 전압의 최댓값($V_m$), 맥동 주기, 파형의 모양이 완전히 동일한 전파 정류 출력을 가집니다.
■ 최종 결과:
• 동일한 출력 파형을 갖는 회로는 ㄴ, ㄷ (③번)
• 회로 (ㄱ) 반파 정류기:
- 다이오드 1개를 사용하여 입력의 양(+)의 반주기만 통과시키는 반파 정류 파형을 출력합니다.
• 회로 (ㄴ) 중간 탭(Center-tapped) 전파 정류기:
- 1:2 변압기의 중앙 탭을 접지 기준으로 사용하므로, 부하에 걸리는 전압은 입력 피크 전압 $V_m$ 크기의 전파 정류 파형이 됩니다.
• 회로 (ㄷ) 전파 브리지 정류기:
- 1:1 변압기와 4개의 다이오드를 결합하여 부하에 입력 피크 전압 $V_m$ 크기의 전파 정류 파형을 전달합니다.
• 회로 (ㄹ) 반파 배전압 회로:
- 다이오드와 커패시터 조합으로 피크 전압의 약 2배($2V_m$)에 달하는 직류 전압을 형성합니다.
■ 2단계: 출력 파형 비교
• 다이오드가 이상적일 때 회로 (ㄴ)과 회로 (ㄷ)은 출력 전압의 최댓값($V_m$), 맥동 주기, 파형의 모양이 완전히 동일한 전파 정류 출력을 가집니다.
■ 최종 결과:
• 동일한 출력 파형을 갖는 회로는 ㄴ, ㄷ (③번)