다음 정전압 회로의 제너다이오드에 흐르는 전류 는? (단, 제너다이오드는 이상적이고 제너전압 이다)
2022년 국가직 9급 전자공학개론 13번
2022년도 시행 • 13번 문항
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정답: 3번
■ 1단계: 전체 공급 전류($I$) 계산
• 제너 다이오드가 역방향 항복 영역에서 동작하므로 병렬 출력 노드의 전압은 제너 전압 $V_Z = 8\text{ V}$로 일정하게 유지됩니다.
• 입력 전압 $18\text{ V}$에서 저항 $R = 40\ \Omega$을 거쳐 흘러 들어오는 총 공급 전류($I$):
$I = \frac{V_{in} - V_Z}{R} = \frac{18\text{ V} - 8\text{ V}}{40\ \Omega} = \frac{10\text{ V}}{40\ \Omega} = 0.25\text{ A} = 250\text{ mA}$
■ 2단계: 제너 다이오드에 흐르는 전류($I_Z$) 계산
• 출력 노드에 KCL(키르히호프 전류 법칙)을 적용하면, 총 공급 전류 $I$는 제너 다이오드 전류 $I_Z$와 부하 측 정전류원($I_L = 80\text{ mA}$)으로 분배됩니다:
$I = I_Z + I_L$
• 제너 전류 $I_Z$ 계산:
$I_Z = I - I_L = 250\text{ mA} - 80\text{ mA} = 170\text{ mA}$
■ 최종 결과:
• 제너 다이오드에 흐르는 전류는 $170\text{ mA}$ (③번)
• 제너 다이오드가 역방향 항복 영역에서 동작하므로 병렬 출력 노드의 전압은 제너 전압 $V_Z = 8\text{ V}$로 일정하게 유지됩니다.
• 입력 전압 $18\text{ V}$에서 저항 $R = 40\ \Omega$을 거쳐 흘러 들어오는 총 공급 전류($I$):
$I = \frac{V_{in} - V_Z}{R} = \frac{18\text{ V} - 8\text{ V}}{40\ \Omega} = \frac{10\text{ V}}{40\ \Omega} = 0.25\text{ A} = 250\text{ mA}$
■ 2단계: 제너 다이오드에 흐르는 전류($I_Z$) 계산
• 출력 노드에 KCL(키르히호프 전류 법칙)을 적용하면, 총 공급 전류 $I$는 제너 다이오드 전류 $I_Z$와 부하 측 정전류원($I_L = 80\text{ mA}$)으로 분배됩니다:
$I = I_Z + I_L$
• 제너 전류 $I_Z$ 계산:
$I_Z = I - I_L = 250\text{ mA} - 80\text{ mA} = 170\text{ mA}$
■ 최종 결과:
• 제너 다이오드에 흐르는 전류는 $170\text{ mA}$ (③번)