다음은 슈미트 트리거 회로와 이 회로의 입력 에 대한 출력 의 전달특성을 나타낸 것이다. 출력전압 의 양의 포화전압을 , 음의 포화전압을 이라고 할 때, 임계전압 는? (단, 연산 증폭기는 이상적이다)
2023년 국가직 9급 전자공학개론 17번
2023년도 시행 • 17번 문항
💡 정답 및 상세 해설 확인하기
정답: 3번
■ 1단계: 반전 슈미트 트리거 회로의 기준 전압($v_+$) 정의
• 입력 $v_i$가 반전 입력 단자(-)에 인가되고, 출력 $v_o$가 저항 $R_1, R_2$를 통해 비반전 단자(+)로 피드백되는 반전형 슈미트 트리거 회로입니다.
• 비반전 단자 전압 $v_+$는 출력 전압 $v_o$의 저항 분배 전위입니다:
$v_+ = v_o \times \frac{R_1}{R_1 + R_2}$
■ 2단계: 출력 천이 조건 및 임계전압 도출
• 현재 출력이 포화 전압 $V_H$ 상태일 때:
비반전 단자 전위는 $v_+ = \frac{R_1}{R_1 + R_2} V_H$가 됩니다.
• 입력 전압 $v_i$가 점차 증가하여 기준 전위($v_+$)보다 커지는 순간, 반전 증폭 특성에 의해 출력이 $V_H$에서 $V_L$로 급격히 천이합니다.
• 따라서 상한 임계전압(상승 시 천이 기준) $V_{TH}$는 다음과 같습니다:
$V_{TH} = \frac{R_1}{R_1 + R_2} V_H$
■ 최종 결과:
• 임계전압 $V_{TH} = \frac{R_1}{R_1 + R_2} V_H$ (③번)
• 입력 $v_i$가 반전 입력 단자(-)에 인가되고, 출력 $v_o$가 저항 $R_1, R_2$를 통해 비반전 단자(+)로 피드백되는 반전형 슈미트 트리거 회로입니다.
• 비반전 단자 전압 $v_+$는 출력 전압 $v_o$의 저항 분배 전위입니다:
$v_+ = v_o \times \frac{R_1}{R_1 + R_2}$
■ 2단계: 출력 천이 조건 및 임계전압 도출
• 현재 출력이 포화 전압 $V_H$ 상태일 때:
비반전 단자 전위는 $v_+ = \frac{R_1}{R_1 + R_2} V_H$가 됩니다.
• 입력 전압 $v_i$가 점차 증가하여 기준 전위($v_+$)보다 커지는 순간, 반전 증폭 특성에 의해 출력이 $V_H$에서 $V_L$로 급격히 천이합니다.
• 따라서 상한 임계전압(상승 시 천이 기준) $V_{TH}$는 다음과 같습니다:
$V_{TH} = \frac{R_1}{R_1 + R_2} V_H$
■ 최종 결과:
• 임계전압 $V_{TH} = \frac{R_1}{R_1 + R_2} V_H$ (③번)