다음 증폭기 회로에서 트랜지스터 의 컬렉터-이미터 전압 는? (단, , 이다)
2019년 국가직 9급 전자공학개론 4번
2019년도 시행 • 4번 문항
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정답: 2번
■ 1단계: 베이스 전류($I_B$) 계산
• 베이스-이미터 입력 루프에 KVL(키르히호프 전압 법칙)을 적용합니다:
$$V_{BB} - I_B R_B - V_{BE} = 0$$
• 주어진 파라미터($V_{BB} = 2.7\text{ V}, R_B = 100\text{ k}\Omega, V_{BE} = 0.7\text{ V}$)를 대입:
$$I_B = \frac{V_{BB} - V_{BE}}{R_B} = \frac{2.7\text{ V} - 0.7\text{ V}}{100\text{ k}\Omega} = \frac{2\text{ V}}{100\text{ k}\Omega} = 0.02\text{ mA}$$
■ 2단계: 컬렉터 전류($I_C$) 계산
• 직류 전류 이득($\beta_{DC} = 100$)을 적용하여 컬렉터 전류를 구합니다:
$$I_C = \beta_{DC} I_B = 100 \times 0.02\text{ mA} = 2\text{ mA}$$
■ 3단계: 컬렉터-이미터 전압($V_{CE}$) 계산
• 컬렉터-이미터 출력 루프에 KVL을 적용합니다 ($V_{CC} = 5\text{ V}, R_C = 1.5\text{ k}\Omega$):
$$V_{CC} - I_C R_C - V_{CE} = 0$$
$$V_{CE} = V_{CC} - I_C R_C = 5\text{ V} - (2\text{ mA} \times 1.5\text{ k}\Omega) = 5\text{ V} - 3\text{ V} = 2\text{ V}$$
■ 최종 결과:
• 트랜지스터의 컬렉터-이미터 전압 $V_{CE}$는 $2\text{ V}$ (②번)
• 베이스-이미터 입력 루프에 KVL(키르히호프 전압 법칙)을 적용합니다:
$$V_{BB} - I_B R_B - V_{BE} = 0$$
• 주어진 파라미터($V_{BB} = 2.7\text{ V}, R_B = 100\text{ k}\Omega, V_{BE} = 0.7\text{ V}$)를 대입:
$$I_B = \frac{V_{BB} - V_{BE}}{R_B} = \frac{2.7\text{ V} - 0.7\text{ V}}{100\text{ k}\Omega} = \frac{2\text{ V}}{100\text{ k}\Omega} = 0.02\text{ mA}$$
■ 2단계: 컬렉터 전류($I_C$) 계산
• 직류 전류 이득($\beta_{DC} = 100$)을 적용하여 컬렉터 전류를 구합니다:
$$I_C = \beta_{DC} I_B = 100 \times 0.02\text{ mA} = 2\text{ mA}$$
■ 3단계: 컬렉터-이미터 전압($V_{CE}$) 계산
• 컬렉터-이미터 출력 루프에 KVL을 적용합니다 ($V_{CC} = 5\text{ V}, R_C = 1.5\text{ k}\Omega$):
$$V_{CC} - I_C R_C - V_{CE} = 0$$
$$V_{CE} = V_{CC} - I_C R_C = 5\text{ V} - (2\text{ mA} \times 1.5\text{ k}\Omega) = 5\text{ V} - 3\text{ V} = 2\text{ V}$$
■ 최종 결과:
• 트랜지스터의 컬렉터-이미터 전압 $V_{CE}$는 $2\text{ V}$ (②번)