다음 BJT 증폭기 회로의 전압이득 는? (단, 직류 전류이득 , 교류 이미터 저항 , 이다)
2024년 국가직 9급 전자공학개론 13번
2024년도 시행 • 13번 문항
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정답: 3번
■ 1단계: 교류 등가회로 및 증폭기 구조 판별
• 커패시터 용량이 무한대($C = \infty$)이므로 교류(AC) 해석 시 모든 커패시터는 단락(Short) 처리됩니다.
• 베이스 단자가 커패시터를 통해 교류 접지(AC Ground)로 연결되고, 이미터로 입력 신호 $V_{in}$이 인가되어 컬렉터에서 출력 전압 $V_{out}$을 취하는 공통 베이스(CB, Common Base) 증폭회로입니다.
■ 2단계: 컬렉터 등가 교류 부하 저항($r_c$) 계산
• 컬렉터 단에 병렬로 연결된 교류 등가 저항:
$r_c = R_C \parallel R_L = 10\text{ k}\Omega \parallel 10\text{ k}\Omega = 5\text{ k}\Omega = 5{,}000\ \Omega$
■ 3단계: 전압이득($A_v$) 계산
• 공통 베이스 증폭기의 전압이득 공식:
$A_v = \frac{V_{out}}{V_{in}} \simeq \frac{r_c}{r_e'}$
• 주어진 교류 이미터 저항 $r_e' = 20\ \Omega$ 대입:
$A_v = \frac{5{,}000\ \Omega}{20\ \Omega} = 250$
■ 최종 결과:
• $A_v = 250$ (③번)
• 커패시터 용량이 무한대($C = \infty$)이므로 교류(AC) 해석 시 모든 커패시터는 단락(Short) 처리됩니다.
• 베이스 단자가 커패시터를 통해 교류 접지(AC Ground)로 연결되고, 이미터로 입력 신호 $V_{in}$이 인가되어 컬렉터에서 출력 전압 $V_{out}$을 취하는 공통 베이스(CB, Common Base) 증폭회로입니다.
■ 2단계: 컬렉터 등가 교류 부하 저항($r_c$) 계산
• 컬렉터 단에 병렬로 연결된 교류 등가 저항:
$r_c = R_C \parallel R_L = 10\text{ k}\Omega \parallel 10\text{ k}\Omega = 5\text{ k}\Omega = 5{,}000\ \Omega$
■ 3단계: 전압이득($A_v$) 계산
• 공통 베이스 증폭기의 전압이득 공식:
$A_v = \frac{V_{out}}{V_{in}} \simeq \frac{r_c}{r_e'}$
• 주어진 교류 이미터 저항 $r_e' = 20\ \Omega$ 대입:
$A_v = \frac{5{,}000\ \Omega}{20\ \Omega} = 250$
■ 최종 결과:
• $A_v = 250$ (③번)