본문내용
1. 다이오드의 특성 및 응용
1.1. 다이오드 클리퍼 및 클램퍼 회로
1.1.1. 클리핑 및 클램핑 회로
클리핑 및 클램핑 회로는 신호전압을 일정한 레벨로 위 또는 아래로 잘라내는 다이오드 응용회로이다. 클리퍼 회로는 신호전압의 크기를 제한하는 역할을 하며, 클램퍼 회로는 교류 신호전압에 직류레벨을 더하거나 뺄 수 있는 기능을 수행한다.
클리퍼 회로에서 입력전압의 양의 반주기 동안 다이오드는 순방향 바이어스 되며, 이때 출력전압은 다이오드에 걸리는 전압과 같아진다. 일반적으로 실용 다이오드 모델을 사용할 경우 출력전압은 대략 0.7V가 된다. 한편, 입력전압의 음의 반주기 동안 다이오드는 역방향으로 바이어스 되므로 출력전압은 R1과 RL로 구성된 전압분배기에 의해 결정된다. 부하저항 RL이 R1보다 충분히 크다면 출력전압은 입력전압과 거의 같게 된다.
바이어스 전압 VBIAS를 다이오드와 적당한 극성으로 직렬연결하면 교류전압의 제한레벨을 조정할 수 있으며, 이와 같은 회로를 양의 클리퍼라고 한다. 반대로 다이오드의 방향을 반대로 배치하면 음의 클리퍼 회로가 된다.
클램퍼 회로는 캐패시터를 첨가한 다이오드 응용회로로, 양의 클램퍼와 음의 클램퍼가 있다. 양의 클램퍼에서는 입력전압의 음의 1/4주기 동안 다이오드가 순방향 바이어스 되어 캐패시터가 충전된다. 이후 입력전압이 음의 피크값을 지나면 캐패시터의 양단전압이 다이오드를 역방향 바이어스 시켜 천천히 방전하게 된다. 결과적으로 부하저항에는 입력전압과 캐패시터 양단전압의 합이 나타나게 된다. 음의 클램퍼에서는 입력전압의 양의 1/4주기 동안 캐패시터가 충전되고, 이후 천천히 방전하면서 부하에 음의 직류전압을 더하는 기능을 수행한다.
이처럼 클리퍼 회로는 신호전압의 크기를 제한하고, 클램퍼 회로는 신호에 직류레벨을 더하거나 뺄 수 있는 다이오드 응용회로라 할 수 있다.
1.1.2. 양의 클리퍼 및 음의 클리퍼
양의 클리퍼 회로는 입력전압의 양의 반주기 동안 다이오드가 순방향 바이어스 되어 출력전압이 다이오드에 걸리는 전압과 같아지는 회로이다. 다이오드와 부하저항 RL이 병렬로 연결되어 있기 때문에 출력전압은 대략 0.7V가 된다. 한편, 입력전압의 음의 반주기 동안 다이오드가 역방향으로 바이어스 되므로 출력전압은 R1과 RL로 구성된 전압분배기에 의해 결정되며, 부하저항이 R1보다 충분히 크다면 출력전압은 입력전압과 거의 같아진다.
음의 클리퍼 회로는 양의 클리퍼 회로와 반대로 동작한다. 즉, 입력전압의 음의 반주기 동안 다이오드가 순방향 바이어스 되어 출력전압이 다이오드에 걸리는 전압과 같아지며, 입력전압의 양의 반주기 동안 다이오드가 역방향으로 바이어스 되므로 출력전압은 R1과 RL로 구성된 전압분배기에 의해 결정된다. 이 경우에도 부하저항이 R1보다 충분히 크다면 출력전압은 입력전압과 거의 같아진다.
이와 같이 클리퍼 회로는 교류 입력신호를 일정 레벨 이상 또는 이하로 제한하여 출력하는 기능을 수행한다. 양의 클리퍼는 입력전압의 양의 반주기를 제한하고, 음의 클리퍼는 입력전압의 음의 반주기를 제한한다.
1.1.3. 양의 클램퍼 및 음의 클램퍼
양의 클램퍼는 교류전압에 양의 직류전압을 더하는 기능을 수행하는 회로이다. 캐패시터 충전 구간에서는 입력전압의 처음 음의 1/4주기 동안 다이오드가 순방향으로 바이어스되어 입력전압의 피크값까지 캐패시터가 충전된다. 캐패시터 방전 구간에서는 입력전압이 음의 피크값을 지나가면 캐패시터의 양단전압이 다이오드의 음극에 바이어스되어 다이오드가 역방향 바이어스 상태에 있게 되므로 캐패시터는 부하저항과 결합되어 천천히 방전하게 된다. 결과적으로 부하저항에 나타나는 전압은 입력전압과 캐패시터 양단전압이 합쳐져서 나타나게 된다.
음의 클램퍼는 교류전압에 음의 직류전압을 더하는 기능을 수행하는 회로이다. 캐패시터 충전 ...
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