다음 바이어스 회로의 동작점에서 컬렉터 전류 는? (단, 이다)
2017년 국가직 9급 전자공학개론 19번
2017년도 시행 • 19번 문항
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정답: 3번
■ 1단계: 컬렉터 피드백 바이어스 회로 해석
• 컬렉터-베이스 귀환 저항 $R_B = 70\text{ k}\Omega$, 컬렉터 부하 저항 $R_C = 0.3\text{ k}\Omega$, 전원 전압 $V_{CC} = 10.7\text{ V}$
• 베이스-이미터 접합 전압 $V_{BE} = 0.7\text{ V}$, 전류 이득 $\beta = 100$
■ 2단계: KVL을 통한 동작점 컬렉터 전류($I_{CQ}$) 유도
• 공급 전원에서 베이스 루프를 따라 폐회로 방정식을 적용합니다:
$$V_{CC} = (I_C + I_B)R_C + I_B R_B + V_{BE}$$
• $I_C = \beta I_B \implies I_B = \frac{I_C}{\beta}$를 대입하여 정리:
$$V_{CC} - V_{BE} = I_C \left( \frac{\beta + 1}{\beta} R_C + \frac{R_B}{\beta} \right) \approx I_C \left( R_C + \frac{R_B}{\beta} \right)$$
$$I_{CQ} = \frac{V_{CC} - V_{BE}}{R_C + \frac{R_B}{\beta}}$$
■ 3단계: 수치 대입 및 계산
• 주어진 수치를 대입:
$$I_{CQ} = \frac{10.7\text{ V} - 0.7\text{ V}}{0.3\text{ k}\Omega + \frac{70\text{ k}\Omega}{100}} = \frac{10\text{ V}}{0.3\text{ k}\Omega + 0.7\text{ k}\Omega} = \frac{10\text{ V}}{1.0\text{ k}\Omega} = 10\text{ mA}$$
■ 최종 결과:
• 동작점 컬렉터 전류 $I_{CQ}$는 10 mA (③번)
• 컬렉터-베이스 귀환 저항 $R_B = 70\text{ k}\Omega$, 컬렉터 부하 저항 $R_C = 0.3\text{ k}\Omega$, 전원 전압 $V_{CC} = 10.7\text{ V}$
• 베이스-이미터 접합 전압 $V_{BE} = 0.7\text{ V}$, 전류 이득 $\beta = 100$
■ 2단계: KVL을 통한 동작점 컬렉터 전류($I_{CQ}$) 유도
• 공급 전원에서 베이스 루프를 따라 폐회로 방정식을 적용합니다:
$$V_{CC} = (I_C + I_B)R_C + I_B R_B + V_{BE}$$
• $I_C = \beta I_B \implies I_B = \frac{I_C}{\beta}$를 대입하여 정리:
$$V_{CC} - V_{BE} = I_C \left( \frac{\beta + 1}{\beta} R_C + \frac{R_B}{\beta} \right) \approx I_C \left( R_C + \frac{R_B}{\beta} \right)$$
$$I_{CQ} = \frac{V_{CC} - V_{BE}}{R_C + \frac{R_B}{\beta}}$$
■ 3단계: 수치 대입 및 계산
• 주어진 수치를 대입:
$$I_{CQ} = \frac{10.7\text{ V} - 0.7\text{ V}}{0.3\text{ k}\Omega + \frac{70\text{ k}\Omega}{100}} = \frac{10\text{ V}}{0.3\text{ k}\Omega + 0.7\text{ k}\Omega} = \frac{10\text{ V}}{1.0\text{ k}\Omega} = 10\text{ mA}$$
■ 최종 결과:
• 동작점 컬렉터 전류 $I_{CQ}$는 10 mA (③번)