2011年03月13일 4번

[디지털 전자회로]
N채널 JFET 증폭회로에서 드레인-소스 포화전류 I_DSS=5[mA], 핀치오프 전압 V_P=-2.5[V]일 때 드레인 전류 I_D는? (V_GS=-0.5[V]이다.)

① 1.5[mA]
② 3.2[mA]
③ 4.0[mA]
④ 5.0[mA]

(정답률: 64%)

문제 해설

JFET의 특성상 게이트-소스 전압이 음수인 경우에는 증폭이 일어나지 않고 전류가 차단되므로, 이 문제에서는 V_GS=-0.5[V]이라는 정보는 큰 의미가 없다. 대신에, 드레인-소스 포화전류 I_DSS와 핀치오프 전압 V_P가 주어졌으므로, 이를 이용하여 드레인 전류 I_D를 계산할 수 있다.

JFET의 동작 원리에 따라, 핀치오프 전압 이하에서는 드레인-소스 전압이 증가함에 따라 드레인 전류가 거의 일정하게 유지되다가, 핀치오프 전압 이상에서는 드레인 전류가 급격히 감소한다. 따라서, 핀치오프 전압 이하에서는 JFET을 전류원으로 사용할 수 있다.

드레인-소스 포화전류 I_DSS는 게이트-소스 전압이 0[V]일 때의 드레인 전류이다. 이 때, 핀치오프 전압 이하에서는 드레인 전류가 거의 일정하게 유지되므로, V_DS=0[V]일 때의 드레인 전류는 I_DSS가 된다.

V_DS가 양수인 경우에는 핀치오프 전압 이상에서는 드레인 전류가 급격히 감소하므로, V_DS=0[V]일 때의 드레인 전류인 I_DSS를 초과할 수 없다. 따라서, 이 문제에서 V_DS=0[V], V_GS=-0.5[V]일 때의 드레인 전류는 I_D=I_DSS=5[mA]이다.

따라서, 정답은 "3.2[mA]"가 아니라 "5.0[mA]"가 된다.

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