2020년 국가직 9급 전자공학개론 18번

■ 1단계: 베이스 전압($V_B$) 계산
• $\beta_{DC} R_E \gg R_2$ 조건이 성립하므로 베이스 전류에 의한 부하 효과를 무시하고 전압 분배 근사 해석을 적용합니다.
• 전원 전압($V_{CC} = 12\text{ V}$)과 분배 저항($R_1 = 20\text{ k}\Omega$, $R_2 = 4\text{ k}\Omega$)에 의한 베이스 전위:
$$V_B = V_{CC} \left(\frac{R_2}{R_1 + R_2}\right) = 12\text{ V} \times \frac{4\text{ k}\Omega}{20\text{ k}\Omega + 4\text{ k}\Omega} = 12 \times \frac{4}{24} = 2.0\text{ V}$$

■ 2단계: 이미터 전압($V_E$) 및 컬렉터 전류($I_C$) 계산
• 이미터 전위 $V_E$:
$$V_E = V_B - V_{BE} = 2.0\text{ V} - 0.7\text{ V} = 1.3\text{ V}$$
• 이미터 전류 $I_E$ 및 컬렉터 전류 $I_C$ ($I_C \approx I_E$ 적용):
$$I_C \approx I_E = \frac{V_E}{R_E} = \frac{1.3\text{ V}}{650\text{ }\Omega} = 0.002\text{ A} = 2\text{ mA}$$

■ 3단계: 컬렉터-이미터 전압($V_{CE}$) 계산
• 컬렉터-이미터 루프의 KVL(키르히호프 전압 법칙):
$$V_{CC} - I_C R_C - V_{CE} - V_E = 0$$
$$V_{CE} = V_{CC} - I_C R_C - V_E$$
• 주어진 파라미터($R_C = 1\text{ k}\Omega$) 대입:
$$V_{CE} = 12\text{ V} - (2\text{ mA} \times 1\text{ k}\Omega) - 1.3\text{ V} = 12 - 2.0 - 1.3 = 8.7\text{ V}$$

■ 최종 결과:
• DC 동작점의 컬렉터-이미터 전압 $V_{CE}$는 $8.7\text{ V}$ (③번)