Bipolar Junction Transistor(3)(예비) - 실험물리학II A+ 레포트

목차

1. 실험 목표

2. 실험 이론
(1) 다단 증폭기와 차동 증폭기
① 다단 증폭기
② 차동 증폭기

3. 실험 장비 및 재료
(1) 실험 장비
① 함수발생기 : Tektronix AFG2021
② 오실로스코프 : Tektronix TBS1102B-EDU
③ 디지털 멀티미터
④ NI ELVIS
(2) 실험 재료
① 2N3904(npn)
② 2N3906(pnp)
③ 저항
④ 커패시터

4. 실험 방법
(1) 다단 증폭기와 차동 증폭기

5. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
(1) 바이폴라 접합 트랜지스터를 이용한 다단 증폭기와 차동 증폭기의 원리 및 동작 특성에 대하여 이해할 수 있다.

2. 실험 이론
(1) 다단 증폭기와 차동 증폭기
① 다단 증폭기
다단 증폭기는 단일 증폭으로 원하는 이득을 얻기 어려울 때 여러 증폭을 계단식으로 연결하여 총 이득을 증가시키는 증폭기이다. 다단 증폭기를 이용하면 낮은 입력 신호를 더 크게 증폭할 수 있다.
다단 증폭기 회로를 Ltspice로 작성하면 그림 1과 같다.

그림 2에 따라 Q1의 전류가 399.8953…μA≈400μA이므로 식 r_e^'=25mV/I_E 에 따라 Q1의 re’는 62.5Ω이다.

그림 3에 따라 Q2의 전류가 -1.731…μA≈-1.73μA이므로 Q2의 re’는 14.450…≈14.5kΩ이다.
식 R_(out,Q_1 )=(1/R_(C_1 ) +1/R_4 )^(-1)에 따라 Q1의 출력 저항은 11kΩ이다.
식 R_(out,Q_2 )=(1/R_(C_2 ) +1/R_L )^(-1)에 따라 Q2의 출력 저항은 4.1kΩ이다.
식 Q_1:A_(V(NL),1)=V_out/V_in =(I_C R_(out,Q_1 ))/(I_e (r_(e,1)^'+R_(E_2 )))≈R_(out,Q_1 )/(r_e^'+R_(E_2 ) )≈R_(out,Q_1 )/R_(E_2 ) 에 따라 Q1의 무부하 전압 이득은 11이다.
식 Q_2:A_(V(NL),2)=V_out/V_in =(I_C R_(out,Q_2 ))/(I_e (r_(e,2)^'+R_(E_4 )))≈R_(out,Q_2 )/(r_e^'+R_(E_4 ) )≈R_(out,Q_2 )/R_(E_4 ) 에 따라 Q2의 무부하 전압 이득은 18.636…≈19다.
식 A_V^'=A_(V(NL),1) (R_(in(Q_2))/(R_out(Q_1 ) +R_in(Q_2 ) )) A_(V(NL),2)에 따라 이미터 내부 저항을 입력 저항으로 본다면 전체 전압 이득은 118.843…≈119이다.

참고자료

· 서강대학교 실험물리학 ΙI 매뉴얼, Exp#05. Bipolar Junction Transistor (3)
· Chenming Hu, Modern Semiconductor Devices for Integrated Circuits, 1st edition, Pearson, 2009, p330~375.