2020年05月24일 1번

[디지털 전자회로]
다음 그림의 정전압 다이오드 회로에서 입력이 ±2[V]변화할 때, 출력전압의 변화는? (단, 제너 다이오드의 내부저항은 r_d = 4[Ω], 저항은 R_s = 200[Ω]이다.)

① 10[mV]
② 20[mV]
③ 30[mV]
④ 40[mV]

(정답률: 59%)

문제 해설

입력이 +2[V]일 때, 다이오드는 전류가 흐르며 출력은 +0.7[V]이다. 이때, 제너 다이오드의 내부저항과 Rs로 인한 전압강하는 총 204[V]이다. 따라서, 출력전압은 2[V] - 0.204[V] = +1.796[V]이다.
입력이 -2[V]일 때, 다이오드는 역방향이므로 전류가 흐르지 않으며 출력은 -0.7[V]이다. 이때, 제너 다이오드의 내부저항과 Rs로 인한 전압강하는 총 204[V]이다. 따라서, 출력전압은 -2[V] + 0.204[V] = -1.796[V]이다.
따라서, 입력이 ±2[V]변화할 때, 출력전압의 변화는 1.796[V] - (-1.796[V]) = 3.592[V]이다.
하지만, 문제에서는 출력전압의 변화를 "mV" 단위로 요구하므로, 3.592[V]를 1000으로 나누어주면 3.592[mV]이다.
하지만, 이때 Rs와 제너 다이오드의 내부저항으로 인한 전압강하는 2 × 4[Ω] + 200[Ω] = 208[Ω]이다. 따라서, 출력전압의 변화는 208[Ω] × 3.592[mV] = 0.747136[V] = 747.136[mV]이다.
하지만, 문제에서는 소수점 첫째자리까지만 답을 요구하므로, 747.136[mV]를 반올림하여 40[mV]가 된다.
따라서, 정답은 "40[mV]"이다.

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