2017 국가직7급 전자회로 해설

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  • Q=fc/BW, fc=sqrt(150*600)=300, BW=600-150=450이므로
    Q는 300/450=2/3
  • 권선비에 따라 2차측으로 전달되는 전압의 최댓값은 11 V이다. +주기라고 할 때, D3의 양극을 0으로 잡으면, 음극에 걸리는 전압은 11-0.7=10.3 V가 된다.
  • A=1이면 X=0, A=0이면 X=1이다.
    B=1이면 Y=0, B=0이면 Y=X이므로 X=A’, Y=B’X=B’A’=A’B’이다.
  • 발광 다이오드는 순방향 전압을 걸어서 흐르는 순방향 전류의 전자와 정공 쌍이 만나서 빛을 내는 원리를 이용한다.
    터널 다이오드는 부성저항 특성으로 인해 positive feedback을 만들 수 있어 발진에 쓰인다.
    버랙터 다이오드의 커패시턴스는 역방향 전압의 크기의 제곱근에 반비례한다.
    다이오드에 순방향 전압을 걸면 공핍 영역은 줄어든다. 전자와 정공이 더 이동할 수 있으니까.
  • 1은 (AB+A’B’)’=(AB)'(A’B’)’=(A’+B’)(A+B)=AB’+A’B=A xor B이다.
    2는 출력 쪽의 버블을 뒤로 넘기고 연산을 바꾸면, A(AB)’+B(AB)’=(AB)'(A+B)=(A’+B’)(A+B)이므로 위와 같다.
    3의 출력이 1이 나오는 경우를 조사해보면 AB’+A’B이므로 A xor B이다.
    4는 AB+A’B’이므로 A nxor B이다.
  • Gain-Bandwidth 곱은 일정하다.
    60 dB의 이득은 10^3이고(전압이니까 로그의 계수가 20이다), 대역폭은 1 MHz이므로 GB=10^9이다.
    b의 경우, 이득은 1+1/1000=약 1이다. 즉 dB로는 0.
    대역폭은 10^9 Hz가 되므로 1,000 MHz이다.
  • Vin이 작을 경우, 출력은 6.3 V가 나오고, Vin이 -10이 되면 경우 캡에 충전되는 전압은 6.3-(-10)=16.3 V이다.
    이후로는 16.3 V만큼 위로 올라가서 출력된다.
  • DC 전압이득이 10이므로, 1+R2/1=10에서 R2=9 k옴이다.
    다음으로, 차단주파수에서 +단에 입력되는 전압 크기가 1/sqrt(2)배가 되면 되는데, 이 주파수(rad/s)은 그냥 1/R1C=(1/R1)*2pi*10^9 rad/s이다.
    50*10^3*2pi=10^9*2pi/R1에서 50=10^6/R1이므로 R1=100*10^4/50=23 k옴이다.
  • 한번 제대로 푼 적은 있는 거 같은데, 그냥 외우는 게 속편할 듯하다.
  • 제일 왼쪽에 25+25=50, 이게 50과 병렬이므로 25, 다시 25와 직렬이므로 50, 50과 다시 병렬이므로 25, 다시 25와 직렬이므로 50 k옴이 5 V와 연결된 50 k옴의 왼쪽에 달린 것처럼 보인다.
    동시에 오른쪽에 25+50=75 k옴이 달려 있으므로 50||75=30 k옴이 50 k옴과 직렬 연결된 상황이다.
    5 V가 30 k옴에 걸리는 전압은 5* 3/8=15/8 V이고, 이 전압이 다시 25 k옴과 50 k옴에 분배되는 양 중 50 k옴에 분배되는 양이 +단자에 걸리므로 15/8 * 50/75 = 15/8 * 2/35=5/4 =1.25 V가 +에 걸린다.
    네거브 피드백이 있으므로 이 전압이 -에 그대로 걸리고, 25 k옴을 타고 흐르는 전류는 없으므로 Vout=1.25 V가 그대로 출력된다.
  • Vin이 1/gm과 Rs에 분배되고 그 중 Rs에 분배되는 전압이 출력 전압이다.
    1/gm=100 옴이므로 Av=900/(100+900)=0.9 이다.
  • Vin의 -를 0이라 잡고, +Vin 단자에 +1/2Vin이 입력된다고 하자. 왼쪽 증폭기의 이득은 1+R2/R1=4이므로 4*1/2 Vin=2Vin이 출력되고, 오른쪽 증폭기의 이득은 -R4/R3=-3이다. 따라서 +Vin에 의한 출력은 -6 Vin이다.
    다음으로, Vin의 +를 0이라 잡고, Vin의 -에 -1/2Vin이 입력된다고 하자. 이 때의 이득은 1+R4/R3=4이므로 -2 Vin이 출력된다. 이 두 값의 차이가 1/2Vin – (-1/2 Vin)=Vin에 의한 출력이므로 결과는 (-6-(-2))Vin=-4 Vin이다.
  • 저주파 신호가 통과하기 쉽다. 커패시터가 오픈되니까 그대로 전압이 걸린다.
  • 제일 왼쪽은 (A+B)=A’B’이고 그 다음 단은 이 값과 (AB)’의 NOR이므로 (A’B’+(AB)’)’=(A+B)(A’+B’)=A’B+AB’이다.
  • 출력 쪽에 보이는 저항은 RL||ro1||ro2이다. 여기에 전압에 의해 흐르는 전류는 M1과 M2가 흘리므로 각각 gm1과 gm2의 전압 대비 전류 비율로 흐르므로 답은 1번이다.
  • 1 mA가 흐르고 있다. 10^-3=0.5*10^-4*(W/L)(2.5-0.5)^2에서 W/L=5이다.
  • 인버터 단 수를 줄이면 피드백되어 돌아오는 시간이 짧아지니까 주파수가 올라갈 것 같다.
    짝수 단이 되면 그냥 원래 값이 돌아올 것이다.
    지연시간이 더 작다면 더 빨리 돌아오니까 주파수도 올라갈 것이다.
    공급 전압을 올리면 인버터의 상태 천이를 위해 흐르는 전류가 커지고(=저항이 작아지고) 이는 RC 딜레이가 작아지는 효과가 난다.
  • 톱니파와 비교해서 큰 지점일 때 +가 나오다가 작아질 때 멀티바이브레이터가 작동해서 펄스를 만들어낸다. 아래에서 표시된 타이밍에 펄스가 나오는 것이다.
  • 넘어가겠다.
  • 겁먹지 말자. Vin은 우선 Rs와 R1||R3에 분배되고, 이 전압은 다시 1/gm1과 R4에 분배되는데, 전류 형성에 기여하는것은 1/gm1성분이다. 또한, M2가 만드는 임피던스는 1/gm2이다.(왜 그런지는 내가 만든 영상을 참고해 주시라.) 이 임피던스가 R2와 병렬 연결된다. 이들을 다 곱하면 된다.

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