중앙대 전자회로 설계 실습 예비보고서 11

본 내용은 " 중앙대 전자회로 설계 실습 예비보고서 11 " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2024.03.11

문서 내 토픽

• 1. Classic Push-Pull Amplifier 특성

  그림 1(a) 회로를 simulation하여 DC Sweep 분석을 통해 입출력 transfer characteristic curve를 확인하였다. 이를 통해 입력전압의 절대 값이 특정전압 이상이 되지 않으면 출력전압이 0에서 미동도 하지 않는 Dead zone이 발생하는 것을 확인하였다. 이는 Push-pull 증폭기의 NPN BJT와 PNP BJT가 모두 cut-off모드로 동작하기 때문이다.

• 2. Feedback loop와 Op-amp를 이용한 Push-Pull Amplifier 특성

  그림 2(a)와 같이 Push-Pull amplifier 출력으로부터 Op Amp의 입력단자로 feedback을 시킨 회로를 구성하여 DC Sweep 분석을 수행하였다. 그 결과 Negative feedback을 통해 dead zone이 제거되었음을 확인하였다. 또한 그림 2(b)와 같이 회로를 구성하고 Transient 분석을 수행하여 Crossover distortion이 개선된 것을 확인하였다.

• 3. Push-Pull Amplifier Power dissipation

  그림 1(a) 회로에 입력전압 =(2/π)=7.639V를 인가하여 출력전압 =6.843V를 측정하고, 식(11.3)을 이용하여 전력 손실을 계산하였다. 그리고 그림 2(a) 회로에 동일한 입력전압을 인가하였을 때 출력전압이 입력전압과 같이 측정되어, Crossover distortion이 제거되었음을 확인하였다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

• 1. Classic Push-Pull Amplifier 특성

  클래식 푸시-풀 증폭기는 두 개의 증폭 소자(일반적으로 트랜지스터)를 사용하여 입력 신호를 증폭하는 회로입니다. 이 구조는 입력 신호의 양의 반주기와 음의 반주기를 각각 다른 증폭 소자가 증폭하여 출력 신호를 생성합니다. 이를 통해 높은 출력 전력과 효율적인 전력 증폭이 가능합니다. 또한 클래식 푸시-풀 증폭기는 낮은 왜곡, 우수한 선형성, 그리고 간단한 구조로 인해 오디오 및 전력 증폭기 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 하지만 이 구조에서는 두 증폭 소자의 정확한 균형이 필요하며, 이를 위해 정교한 바이어스 회로가 요구됩니다.

• 2. Feedback loop와 Op-amp를 이용한 Push-Pull Amplifier 특성

  피드백 루프와 연산 증폭기(Op-amp)를 이용한 푸시-풀 증폭기는 클래식 푸시-풀 증폭기의 단점을 보완할 수 있습니다. Op-amp를 사용하면 입력 신호를 정확하게 균형 잡힌 양의 반주기와 음의 반주기로 분리할 수 있으며, 피드백 루프를 통해 출력 신호의 왜곡을 줄일 수 있습니다. 또한 Op-amp의 높은 이득과 낮은 출력 임피던스로 인해 큰 출력 전력을 얻을 수 있습니다. 이러한 특성으로 인해 Op-amp 기반 푸시-풀 증폭기는 오디오, 전력 전자, 산업 제어 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 다만 Op-amp와 피드백 회로의 설계가 복잡하고, 주파수 특성 및 안정성 문제를 고려해야 한다는 단점이 있습니다.

• 3. Push-Pull Amplifier Power dissipation

  푸시-풀 증폭기의 전력 소모는 증폭기의 설계와 동작 조건에 따라 크게 달라집니다. 클래식 푸시-풀 증폭기의 경우, 두 증폭 소자가 번갈아 동작하면서 출력 신호를 생성하므로 각 소자의 전력 소모가 상대적으로 낮습니다. 하지만 바이어스 회로의 설계에 따라 전력 소모가 달라질 수 있습니다. 반면 Op-amp 기반 푸시-풀 증폭기는 Op-amp 자체의 전력 소모와 피드백 회로의 영향으로 인해 전력 소모가 상대적으로 높습니다. 따라서 푸시-풀 증폭기 설계 시 전력 효율을 높이기 위해서는 증폭 소자의 선택, 바이어스 회로, 피드백 구조 등을 종합적으로 고려해야 합니다. 또한 열 관리와 방열 설계도 중요한 요소가 됩니다.