해설 보기
정답Q = f0/BW = 300/450 = 2/3입니다.
핵심 개념
대역통과필터의 품질계수 Q = 중심주파수 ÷ 대역폭
대역통과필터의 품질계수 Q는 통과대역이 얼마나 좁고 선택적인지를 나타내는 값으로, 중심주파수 f0를 대역폭 BW로 나누어 구합니다. 대역폭은 상한 차단주파수와 하한 차단주파수의 차(BW = fH - fL)이고, 중심주파수는 산술평균이 아니라 두 차단주파수의 기하평균(f0 = √(fL·fH))으로 계산한다는 점이 핵심입니다. 이 문제에서는 BW = 600 - 150 = 450 [kHz], f0 = √(150×600) = 300 [kHz]이므로 Q = 300/450 = 2/3가 됩니다. Q가 1보다 작으므로 선택도가 낮은 광대역 필터에 해당합니다.
선지별 해설
①1/3은 하한 차단주파수 150 [kHz]를 대역폭 450 [kHz]로 나눈 값입니다. 중심주파수 대신 하한 차단주파수를 사용한 계산이므로 틀렸습니다.
②1/2은 중심주파수 300 [kHz]를 대역폭이 아닌 상한 차단주파수 600 [kHz]로 나눈 값이어서 Q의 정의에 맞지 않습니다.
③f0 = √(150×600) = 300 [kHz], BW = 450 [kHz]이므로 Q = 300/450 = 2/3로 정확히 일치합니다.
④5/6은 중심주파수를 기하평균이 아닌 산술평균 (150+600)/2 = 375 [kHz]로 잘못 구했을 때 나오는 값(375/450)이므로 틀렸습니다.
해설 보기
정답PIV = 2차 첨두 11 [V] - 0.7 [V] = 10.3 [V]입니다.
핵심 개념
브리지 정류회로의 최대 역방향 전압(PIV)
변압기 결합 브리지 정류회로에서 각 다이오드가 견뎌야 하는 최대 역방향 전압(PIV)을 묻는 문제입니다. 권선비가 10:1이므로 2차 측 전압의 첨두값은 110/10 = 11 [V]입니다. 브리지 정류기는 반주기마다 두 개의 다이오드가 직렬로 도통하므로 출력 첨두값은 11 - 2×0.7 = 9.6 [V]이고, 이때 차단된 다이오드에 걸리는 역전압은 출력 첨두값에 도통 다이오드의 순방향 전압 0.7 [V]을 더한 값, 즉 PIV = 9.6 + 0.7 = 10.3 [V] = Vp - 0.7이 됩니다. 커패시터 필터가 붙어도 브리지 구조에서는 PIV가 2배로 커지지 않는다는 점이 중요합니다.