2018년03월04일 3번

[디지털 전자회로]
베이스 접지 증폭회로에서 차단주파수가 50[MHz]인 트랜지스터를 이미터 접지로 했을 때의 차단주파수는 얼마인가? (단, β=99라 한다.)

① 100[kHz]
② 300[kHz]
③ 500[kHz]
④ 700[kHz]

(정답률: 66%)

문제 해설

베이스 접지 증폭회로에서 차단주파수는 다음과 같이 계산된다.

$$f_c = frac{1}{2pi R_C C_E}$$

여기서 $R_C$는 콜렉터 저항, $C_E$는 에미터 커패시턴스이다. 이 회로에서는 트랜지스터의 베이스가 접지되어 있으므로, 베이스-콜렉터 저항 $R_{BC}$는 매우 큰 값으로 가정할 수 있다. 따라서, 콜렉터-에미터 저항 $R_{CE}$는 트랜지스터의 전체 저항 $h_{FE}$에 비해 매우 작은 값이다. 이 경우, $R_C$는 $R_{CE}$로 근사할 수 있다.

$$f_c approx frac{1}{2pi R_{CE} C_E}$$

트랜지스터의 전체 저항은 $h_{FE}$로 주어졌으므로, $R_{CE}$는 다음과 같이 계산된다.

$$R_{CE} = frac{V_{CC}}{I_C} approx frac{V_{CC}}{I_B} = frac{V_{CC}}{I_{C}/h_{FE}} = frac{h_{FE}}{2pi f_c C_E}$$

여기서 $I_B$는 베이스 전류이다. 따라서, 차단주파수는 다음과 같이 계산된다.

$$f_c = frac{h_{FE}}{2pi R_{CE} C_E} = frac{h_{FE}}{2pi frac{h_{FE}}{2pi f_c C_E} C_E} = frac{1}{2pi C_E^2 R_{CE}}$$

주어진 문제에서는 $f_c = 50text{ MHz}$이고, $h_{FE} = 99$이다. 에미터 커패시턴스 $C_E$는 트랜지스터의 데이터시트에서 찾을 수 있다. 일반적으로, $C_E$는 수 백 피코파라드 정도의 작은 값이므로, $C_E^2 R_{CE}$는 수십 나노초 정도의 큰 값이 된다. 따라서, $f_c$는 수 백 킬로헤르쯤의 작은 값이 된다. 주어진 보기에서는 "500[kHz]"가 유일하게 이 조건을 만족하므로, 정답은 "500[kHz]"이다.

이전 문제 다음 문제