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1[국회직 9급 전자공학개론] 19년 1회차
다음 연산증폭기 회로에서 출력전압 V0의 그래프 형태로 옳은 것은? (단, 연산증폭기는 이상적이라고 가정하고, 커패시터의 전압 Vc의 초기값은 0V라고 가정한다.)
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해설

출력은 0에서 시작해 음의 방향으로 지수적으로 내려가며 일정값에 수렴하는 곡선이다.

회로는 궤환 경로에 저항과 커패시터가 병렬인 반전 손실 적분기이다. t=0t=0에서 커패시터 전압이 0이므로 출력도 0에서 출발한다.

충분한 시간이 지나면 커패시터는 개방으로 볼 수 있어 회로는 반전 증폭기가 된다.
V0(∞)=−100 kΩ4 kΩ×4 mV=−100 mVV_{0}(\infty)=-\dfrac{100\,\mathrm{k\Omega}}{4\,\mathrm{k\Omega}}\times 4\,\mathrm{mV}=-100\,\mathrm{mV}
τ=100 kΩ×1 μF=0.1 s\tau=100\,\mathrm{k\Omega}\times 1\,\mathrm{\mu F}=0.1\,\mathrm{s}
V0(t)=−100(1−e−t/0.1) mVV_{0}(t)=-100\left(1-e^{-t/0.1}\right)\,\mathrm{mV}

  • 양의 값에서 0으로 감쇠하는 곡선: 초기값이 0이어야 하고, 입력이 양이라 출력은 음이다.
  • 0에서 양의 방향으로 포화하는 곡선: 반전 입력으로 들어가므로 부호가 반대이다.
  • 음의 값에서 0으로 회복하는 곡선: 초기값이 0이어야 하고, 최종값은 −100 mV-100\,\mathrm{mV}이다.
  • 0에서 양의 방향으로 계속 커지는 곡선: 부호가 반대이고, 궤환저항 때문에 발산하지 않고 수렴한다.

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