해설 보기
정답이상적 연산증폭기는 개루프 이득이 무한대일 뿐, 폐루프 이득은 귀환회로가 정하는 유한한 값이므로 ②가 옳지 않습니다.
핵심 개념
이상적인 연산증폭기(OP-Amp)의 특성
이상적인 연산증폭기는 입력저항 무한대, 출력저항 0, 개루프(open loop) 이득 무한대, 대역폭 무한대로 모델링합니다. 입력저항이 무한대이므로 두 입력단자로는 전류가 전혀 흐르지 않고(가상 개방), 개루프 이득이 무한대이므로 부귀환이 걸린 상태에서 두 입력단자의 전압이 같아집니다(가상 단락). 여기서 주의할 점은 '무한대'인 것은 개루프 이득이라는 점입니다. 실제로 회로에서 사용하는 폐루프(closed loop) 이득은 귀환 저항비로 결정되는 유한한 값입니다. 또한 실제 소자에서는 CMRR, 오프셋 전압, 슬루율 같은 비이상적 특성이 성능 지표로 함께 다루어집니다.
선지별 해설
①이상적 연산증폭기는 입력저항이 무한대이므로 반전·비반전 두 입력단자로 흘러 들어가는 전류가 0입니다(가상 개방). 옳은 설명입니다.
②입력저항 무한대, 출력저항 0까지는 맞지만 무한대인 것은 개루프 이득입니다. 폐루프 이득은 반전증폭기 -Rf/Ri처럼 외부 귀환 저항비로 정해지는 유한값이므로 이 선지가 정답입니다.
③CMRR은 차동모드 이득 Ad를 공통모드 이득 Ac로 나눈 값(CMRR = Ad/Ac)으로 정의되며, 클수록 잡음 등 공통성분을 잘 제거합니다. 옳은 설명입니다.
④실제 소자는 내부 소자 부정합 때문에 두 입력을 단락(입력차 0)해도 출력이 0이 아니며, 이 잔류 출력을 만드는 등가 입력전압을 오프셋 전압이라 합니다. 옳은 설명입니다.
해설 보기
정답전압원을 단락시키면 10Ω∥10Ω=5Ω에 5Ω이 직렬이 되어 R=10Ω, τ=L/R=0.1/10=0.01[sec]입니다.
핵심 개념
RL 과도현상의 시정수 τ = L/R
1차 RL 회로의 시정수는 τ = L/R로 구하며, 여기서 R은 인덕터 양단에서 회로 쪽을 들여다본 테브난 등가저항입니다. 등가저항을 구할 때는 독립 전압원은 단락, 독립 전류원은 개방시키고 스위치 동작 이후의 결선 상태로 계산해야 합니다. 초깃값이나 최종값과 달리 시정수는 전원 크기와 무관하고 오직 회로의 저항 구조와 L 값으로만 정해진다는 점이 핵심입니다. 따라서 15[V] 전원 값은 이 문제의 답에 영향을 주지 않습니다.