전자회로실험 과탑 A+ 예비 보고서 (실험 8 공통 베이스 증폭기)

문서 내 토픽

1. 공통 베이스 증폭기

공통 베이스 증폭기는 베이스를 공통 단자로 사용하는 트랜지스터 증폭기 회로로, 주로 고주파 증폭기로 사용된다. 이 회로에서 입력 신호는 이미터에 인가되며, 출력 신호는 컬렉터에서 얻어진다. 베이스는 고정된 전압을 유지하며 입력과 출력 사이에서 공통 노드로 동작한다. 공통 베이스 회로는 전압 증폭에는 유리하며, 입력 신호에 비해 출력 신호가 크게 증폭된다. 또한 입력 임피던스가 매우 낮고 출력 임피던스가 비교적 높다.
2. 공통 베이스 증폭기의 특성

공통 베이스 증폭기의 특성은 다음과 같다: 1) 전류 이득은 1에 가깝다. 출력 전류가 입력 전류와 거의 동일하므로 큰 전류 증폭은 일어나지 않는다. 2) 전압 이득은 크다. 입력 신호에 비해 출력 신호가 크게 증폭된다. 3) 입력 임피던스가 매우 낮다. 트랜지스터의 작은 입력 임피던스를 가지므로 주로 낮은 임피던스 신호원에 적합하다. 4) 출력 임피던스가 비교적 높다. 큰 부하에 대해 안정적인 전압을 제공할 수 있다.
3. 공통 베이스 증폭기의 실험 절차

실험 절차는 다음과 같다: 1) 회로의 DC 동작점을 결정하고 각 단자의 전압과 전류를 구한다. 2) 입력 전압을 0V로 두고 기저 전압을 변화시키면서 출력 전압을 측정하여 입력-출력 전달 특성 곡선을 그린다. 3) 능동 영역에서 동작할 때 트랜지스터의 파라미터를 구하고 소신호 등가회로를 그린다. 4) 10kHz 정현파 입력을 인가하고 입출력 전압을 측정하여 전압 이득을 구한다. 5) 입력 저항과 출력 저항을 직접 측정한다.
4. PSpice 시뮬레이션

PSpice 시뮬레이션을 통해 다음을 수행한다: 1) 회로의 DC 동작점 분석 2) 입력-출력 전달 특성 곡선 도출 3) 트랜지스터 파라미터 계산 및 소신호 등가회로 구현 4) 입출력 전압 측정을 통한 전압 이득 계산 5) 입력 저항과 출력 저항 측정

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1. 공통 베이스 증폭기

공통 베이스 증폭기는 트랜지스터 증폭기의 기본 구조 중 하나로, 입력 신호가 베이스와 접지 사이에 인가되고 출력 신호가 컬렉터와 접지 사이에 나타나는 증폭기 회로입니다. 이 구조는 입력 임피던스가 낮고 출력 임피던스가 높은 특성을 가지고 있어, 주로 전압 증폭기나 버퍼 증폭기로 사용됩니다. 공통 베이스 증폭기는 전류 증폭률이 1보다 작지만, 전압 증폭률은 1보다 크기 때문에 전압 증폭 용도로 많이 활용됩니다. 또한 안정성이 높고 잡음 특성이 우수한 장점이 있어 다양한 전자 회로에서 활용되고 있습니다.
2. 공통 베이스 증폭기의 특성

공통 베이스 증폭기의 주요 특성은 다음과 같습니다. 첫째, 입력 임피던스가 낮습니다. 이는 베이스-에미터 접합의 낮은 임피던스 때문입니다. 둘째, 출력 임피던스가 높습니다. 이는 컬렉터-베이스 접합의 높은 임피던스 때문입니다. 셋째, 전압 증폭률이 1보다 큽니다. 이는 트랜지스터의 전압 이득 때문입니다. 넷째, 전류 증폭률이 1보다 작습니다. 이는 트랜지스터의 전류 이득 때문입니다. 다섯째, 안정성이 높습니다. 이는 공통 베이스 구조의 피드백 특성 때문입니다. 이러한 특성들로 인해 공통 베이스 증폭기는 전압 증폭기, 버퍼 증폭기, 고주파 증폭기 등 다양한 용도로 활용됩니다.
3. 공통 베이스 증폭기의 실험 절차

공통 베이스 증폭기의 실험 절차는 다음과 같습니다. 첫째, 회로 구성 요소(트랜지스터, 저항, 전원 등)를 준비합니다. 둘째, 회로도에 따라 회로를 구성합니다. 셋째, 전원을 인가하고 적절한 바이어스 전압을 설정합니다. 넷째, 입력 신호를 인가하고 출력 신호를 측정합니다. 다섯째, 입력 신호 크기를 변화시키면서 출력 신호의 변화를 관찰합니다. 여섯째, 부하 저항 값을 변화시키면서 출력 신호의 변화를 관찰합니다. 일곱째, 측정 결과를 분석하여 공통 베이스 증폭기의 특성을 확인합니다. 이러한 실험 절차를 통해 공통 베이스 증폭기의 입력 임피던스, 출력 임피던스, 전압 증폭률, 전류 증폭률 등의 특성을 확인할 수 있습니다.
4. PSpice 시뮬레이션

PSpice는 전자 회로 시뮬레이션 도구로, 공통 베이스 증폭기의 특성을 분석하는 데 유용하게 사용될 수 있습니다. PSpice를 이용하여 공통 베이스 증폭기 회로를 모델링하고 시뮬레이션을 수행하면 다음과 같은 장점이 있습니다. 첫째, 실제 회로를 구현하지 않고도 회로의 동작을 확인할 수 있습니다. 둘째, 회로 파라미터를 쉽게 변경하여 다양한 조건에서의 회로 동작을 분석할 수 있습니다. 셋째, 입력 신호, 출력 신호, 전압, 전류 등의 파형을 시각적으로 확인할 수 있습니다. 넷째, 회로의 주파수 특성, 안정성, 잡음 특성 등을 분석할 수 있습니다. 이러한 PSpice 시뮬레이션을 통해 공통 베이스 증폭기의 동작 원리와 특성을 보다 깊이 있게 이해할 수 있습니다.