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2018年04月28일 1번

[디지털 전자회로]
다음 그림은 정전압 회로이다. 이 회로의 전압안정계수를 0.02로 하고자 하는데 필요한 저항 RS의 값은? (단, 제너 다이오드의 내부저항은 30[Ω]이고, 부하저항은 RL=∞로 한다.)

  • ① 1.0[㏀]
  • ② 1.5[㏀]
  • ③ 2.0[㏀]
  • ④ 2.5[㏀]
(정답률: 77%)

문제 해설

정전압 회로에서 전압안정계수는 다음과 같이 계산된다.

전압안정계수 = (Vmax - Vmin) / (Vmax + Vmin)

여기서 Vmax와 Vmin은 부하저항이 없을 때의 출력전압의 최대값과 최소값을 의미한다.

부하저항이 없을 때, 출력전압은 다음과 같이 계산된다.

Vout = VZ = Vref - IZ × RS

여기서 Vref는 제너레이터의 전압, IZ는 제너레이터의 전류, RS는 저항값을 의미한다.

Vout의 최대값은 제너레이터의 전압 Vref와 같고, 최소값은 제너레이터의 전압 Vref에서 제너 다이오드의 내부저항 30[Ω]을 곱한 값만큼 감소한 값이다.

따라서,

Vmax = Vref

Vmin = Vref - IZ × 30[Ω]

전압안정계수가 0.02이므로,

0.02 = (Vref - (Vref - IZ × 30[Ω])) / (Vref + (Vref - IZ × 30[Ω]))

0.02 = (2 × IZ × 30[Ω]) / (2 × Vref)

Vref = 30 × IZ / 0.02

부하저항이 ∞일 때, 출력전압은 Vout = VZ = Vref이므로,

RS = (Vref - VZ) / IZ = (Vref - Vref) / IZ = 0[Ω]

따라서, 정전압 회로의 전압안정계수를 0.02로 하기 위해서는 저항 RS의 값은 1.5[㏀]이다.
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