해설 보기
정답MOSFET는 cutoff, triode, saturation의 세 동작 영역을 가진다는 설명입니다.
핵심 개념
MOSFET와 BJT의 기본 특성 비교
이 문항은 MOSFET와 BJT의 가장 기본적인 구조·동작 특성을 구분할 수 있는지를 묻습니다. MOSFET는 게이트 전압으로 채널을 제어하는 전압 제어 소자로, VGS와 VDS 조건에 따라 차단(cutoff), 삼극관(triode, 선형), 포화(saturation)의 세 가지 동작 영역을 가집니다. 단자는 게이트·드레인·소스·바디(기판)의 4개이며, 이 중 게이트는 산화막으로 절연되어 있어 옴 접촉이 아닙니다. 반면 BJT는 전자와 정공을 모두 이용하는 양극성(bipolar) 소자이고, 전자나 정공 중 한 종류만 사용하는 단극성(unipolar) 소자는 FET 계열입니다.
선지별 해설
①MOSFET는 VGS가 문턱전압보다 낮으면 cutoff, VDS가 작으면 triode(선형), VDS가 VGS−VTH보다 크면 saturation 영역에서 동작합니다. 세 영역이 모두 존재한다는 서술은 옳으므로 이 선지가 정답입니다.
②MOSFET의 단자는 게이트·드레인·소스·바디의 4개뿐이고, 그중 게이트는 산화막으로 절연되어 옴 접촉이 아닙니다. 따라서 옴 접촉 단자는 3개 수준이며 5개 이상이라는 설명은 틀립니다.
③BJT는 이름 그대로 양극성(bipolar) 소자로 전자와 정공 두 캐리어가 모두 전류에 기여합니다. 단일 캐리어만 사용하는 것은 단극성(unipolar) 소자인 FET이므로 틀린 설명입니다.
④MOSFET에서 입력인 게이트와 출력인 드레인은 서로 다른 단자이며 동일하게 연결되지 않습니다. 게이트와 드레인을 묶는 것은 다이오드 접속 같은 특수 구성일 뿐 일반적인 설명이 아니므로 틀립니다.
해설 보기
정답Vr = (1/2)·(Vp − 2V_D)/(R_L·C1·f_in)
핵심 개념
브릿지 정류회로의 리플전압 공식
커패시터 필터를 붙인 정류회로에서 리플전압은 Vr = (출력 피크전압)/(R_L·C·f_ripple)로 근사합니다. 여기서 핵심은 두 가지입니다. 첫째, 브릿지 정류회로는 한 번에 다이오드 두 개가 직렬로 도통하므로 출력 피크는 Vp − 2V_D가 됩니다. 둘째, 브릿지는 전파(full-wave) 정류이므로 리플 주파수가 입력 주파수의 두 배인 2f_in입니다. 두 조건을 함께 대입하면 Vr = (Vp − 2V_D)/(R_L·C1·2f_in) = (1/2)·(Vp − 2V_D)/(R_L·C1·f_in)이 됩니다.