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소신호 공통에미터 교류증폭기 실험 평가A+최고예요

기초회로실험2결과보고서학과: 전자공학과 학년: 3(1) 서론1) 실험목적: 소신호 공통 에미터 증폭기의 직류 등가회로 및 교류 등가회로에 대한 개념을 이해하고 바이패스 캐패시터, 에미터 저항 및 부하저항이 증폭기의 전압이득에 미치는 영향을 실험을 통해 확인한다.2) 이론? 공통 에미터 증폭기 : 높은 입력 임피던스와 낮은 출력 임피던스를 가지며 또한 높은 전결합cap.: C1, C3, 바이패스cap.: C2압 이득과 전력이득을 얻을 수 있어 증폭기로 널리 사용된다.-직류 등가회로(모든 커패시터를 개방)-교류등가회로의 형성(커패시터의 리액턴스가 전원 주파수에 대해 충분히 작다고 가정, 직류전원(VCC) 접지)?교류 등가회로의 해석- 전압이득 : 전압이득의 (-)부호는 입력과 출력 전압파형의 위상이 180도 차이 때문이다.전압이득을 구하기 위한 등가회로- 에미터 바이패스 커패시터에 의한 영향 : 바이패스 커패시터가 없는 경우 교류증폭기의 이득이 감소한다.-부하저항의 영향전압이득:(a) RL≫RC이면 Rc≪RC이므로 전압이득 감소 : 공통컬렉터 교류증폭기 활용(b) RL≪RC이면 Rc?RC이므로 전압이득 거의 동일3) 실험방법① 그림의 회로를 결선한다.② 그림의 직류등가회로를 구한 다음 표1에 나타나 있는 DC량에 대한 이론값과 측정값을 각각 구하여 기록한다.③ 그림에 대한 입력파형과 출력파형을 오실로스코프로 측정한 후 파형을 도시한다. 측정된 입출력 파형을 근거로 전압이득을 계산한다.④ 바이어스 캐패시터 C2를 제거한 다음 출력파형을 측정하여 도시한다.⑤ RE를 단락시킨 경우 출력파형을 측정하여 도시한다.⑥ RL을 개방 시켰을 때의 출력파형을 측정하여 도시한다.⑦ 지금까지의 실험결과를 이용하여 표2에 기록한다.(2) 실험 결과측정량측정값이론값VB(V)2.4013.84VE(V)1.7003.14VC(V)7.3108.6VCE(V)5.605.46IE(?IC)(mA)5.129.5re′(Ω)4.882.63표1) 공통 에미터 증폭기의 직류해석제한조건 없음CH1CH2측정량140.0mV5.801VVOLT/DIV500.0mV/1.00V/TIME/DIV500.0us/500.0us/전압이득C2제거CH1CH2측정량300.0mV600.0mVVOLT/DIV500mV/500mV/TIME/DIV500.0us/500.0us/전압이득RE단락CH1CH2측정량72.00mV6.481VVOLT/DIV100mV/2.00V/TIME/DIV500.0us/500.0us/전압이득RL개방CH1CH2측정량72.00mV6.721VVOLT/DIV100mV/2.00V/TIME/DIV500.0us/500.0us/전압이득2) 공통 에미터 증폭기의 입출력 파형실험단계제한조건Vin(pp)Vout(pp)측정이득계산이득단계(3)없음140.0mV5.801V41.44단계(4)C2제거300.0mV600.0mV2.00단계(5)RE단락72.00mV6.481V90.01단계(6)RL개방72.00mV6.721V93.35표 23) 공통에미터 교류증폭기 실험결과 요약(3) 검토 및 결론1) 결과 분석① 공통 에미터 증폭기의 입력전압과 컬렉터 전류의 위상차에 대해 설명하라.입력측은 베이스와 이미터 사이의 입력전류입력전압가 있으므로 컬렉터에서 이미터로의 출력전류인(컬렉터전류,)가 생긴다. 회로 이론적으로, 여기서 출력전압은 컬렉터에서 신호접지사이로의 저항을 지나는 전류의 곱을 정의한 것이다. 그러므로 컬렉터 전류는 반대로 흘러가야 출력전압이 나오게 된다. 옴의 법칙에 의해 출력 전압()은이 된다.,의 전압이득을 가지고 출력된다.여기서 그냥 sin파가 들어가면 출력은 -sin파가 되어 위상이 180도 차이가 나게 된다.② 그림1의 회로에서 R1이 개방된 경우 출력 전압은 어떠한 영향을 받는가?VDD=12V가 모두 VB로 들어간다. VC=30.9V가 되어 출력 전압의 DC값이 8.6V에서 30.9V로 증가한다.③ Swamped 증폭기에 대해 설명하라증폭기종류Normal CE amplifierSwamped CE amplifier전압이득swamped 증폭기보다 높은 전압이득을 가진다. re'는 다소 온도에 의존하므로 swamped CE amplifier보다 상대적으로 전압이득이 불안정하다.비교적 안정한 전압이득을 갖고 이미터 PN접합에 의해 생기는 왜곡을 크게 감소시키지만 표준회로보다 낮은 전압이득을 갖는다.안정도Re를 낮추면 되지 않을까 생각 하지만 Re는 bias 안정도와 관계된다. 즉 Re가 클수록 안정도가 높아진다. 여기서 안정도는 공급 전압 변동, 주변 온도 등에 따른 안정도를 의미한다.Re는 bias 안정도와 관계된다.※ 전압 이득을 안정화시키기 위해서 이미터 저항의 일부를 바이패스 시킨다. 직류 이미터 저항 부분(Re)이 무시되기 때문에 큰 교류 이미터 저항(rE)을 가지고 있다.

공학/기술| 2010.05.07| 7페이지| 1,000원| 조회(2,892)

실험, 전압, 안정도, 전자회로실험

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제너 다이오드 특성 및 전압조절기 실험 평가B괜찮아요

기초회로실험2결과보고서학과: 전자공학과 학년: 3(1) 서론1) 실험목적: 제너 다이오드(Zener Diode)의 순방향 및 역방향 바이어스 특성을 고찰하며 제너 정전압작용을 이용한 전압 조정기로 응용해본다.2) 이론그림2 제너다이오드의 특성곡선? 제너 다이오드는 역방향 항복 영역에서도 동작하도록 설계되었다는 점에서 일반 정류 다이오드와는 다른 실리콘 pn접합소자이다. 주로 부하에 일정한 전압을 공급하기 위한 정전압 회로에 사용된다.그림1 제너다이오드 기호①↓②↓? 제너다이오드의 특성곡선제너 다이오드의 목적은 전압이 과하게 걸려도 흐르는 전류를 일정하게 유지시켜 주어 전자회로에 있는 다른 부품을 보호하는 것이다.다이오드에는 역방향과 순방향 바이어스가 있는데 위의 제너 다이오드의 특성 곡선에서 1번점 까지는 순방향 전압이 증가하여도 전류가 0으로 유지되고 있다. 이 지점은 다이오드가 순방향으로 동작하기 위한 최소 전압으로 대부분의 p-n접합 다이오드들은 0.3~0.7V의 동작점을 갖는다.제너 다이오드와 일반 다이오드의 특성곡선 모양은 같지만 동작점이 다르다. 일반 다이오드는 2번점이 100~200V로 높은 값을 갖는다. 그리고 100~200V가 넘어가면 break down이 일어나 다이오드가 동작을 하지 못하고 망가진다.그에 비해 제너 다이오드는 2번 항복전압이 30~50V정도로 일반 다이오드보다 낮은 값을 가지고 있다. 이 경우에는 다이오드로 역방향 전류가 흐르게 된다. 그리고 2번점 전에는 전류가 흐르지 않는 일반 다이오드의 특성을 갖게 된다.3) 실험방법? 제너 다이오드의 전류-전압 특성① 회로를 결선한다.② 전압원의 출력 전압 VS를 0V로 조정한 후 스위치 S를 닫은 후 전류계 A의 값을 읽어 표1에 기록한다. VS=0V이면 VAB=0V이므로 VAB=0V란에 기록하고 그때의 저항값도 기록한다.③ 다이오드의 양단 전압 VAB가 2.0V가 되도록 전압원의 전압 출력 VS를 설정한 후 전류계 A의 값을 읽어 표4-1의 해당란에 기록한다. 이 때의 다이오드 저항 RZ를 구하여 해당란에 기록한다. (RZ=VAB/I)④ 표1에 주어진 모든 VAB값에 대해 실험③의 과정을 반복한다. 지금까지의 실험에서 VAB값이 일정하게 유지되는 VS값의 범위를 얻을 수 있다.⑤ 제너 다이오드를 반대로 연결하여 순방향 바이어스 특성을 실험하기 위한 회로를 구성한다.⑥ 표2에 주어진 모든 VAB값에 대해 실험③과 같이 다이오드에 흐르는 전류와 그 때의 다이오드의 저항을 구하여 표2에 기록한다.?제너 다이오드의 전압 조절 기능① 회로를 결선하고 스위치 S를 개방한 후 전압원 VS의 출력 전압을 0V로 설정한다.② 스위치를 닫고 전압원의 전압 출력 VS를 4V로 설정한다. 이때의 전류계 A2와 전압계 V의 지시값을 읽어 표3의 해당란에 기록한다.③ 표 4-3의 모든 VS에 대해 실험②의 과정을 반복한다.(2) 실험 결과VAB[V]I[mA]RZ[Ω]002.00.003666.6673.00.014214.2864.00.12831.254.50.5188.6875.045.4330.110표 제너 다이오드 역방향 바이어스 특성VAB[V]I[mA]RZ[Ω]00#DIV/0!0.10#DIV/0!0.20#DIV/0!0.30.000130000.40.0014000.50.00862.50.550.019628.0610.60.05710.5260.650.20453.1780.71.0520.6650.755.8510.1280.837.3540.0214표 제너 다이오드 순방향 바이어스 특성1) 제너 다이오드의 전류-전압 특성VSVAB[V]IR[mA]Iz[mA]IRL[mA]0000040.7577.2386.8940.34450.7649.3589.0110.34760.77011.48511.1350.3570.77513.62213.270.35280.77815.76215.4080.35490.78217.90917.5540.355100.78520.07819.7210.357표 제너 다이오드 전압 조절기능2) 제너 다이오드 전압 조절기능(3) 검토 및 결론1) 결과 분석? 표1, 표20~4.5V까지는 I가 조금씩 증가하다가 5.0V에서 45.433mA로 급격하게 증가한다. 이를 통해 4.5~5.0V 사이에 ②번 지점(그림2)이 있는 것을 알 수 있다. 실험 장비의 특성상 VAB를 5V보다 높게 만들 수 없어 5V까지만 관찰해보았다.순방향 바이어스 특성 표를 보면 VAB=0.8V에서 I가 급격하게 증가했다. 이는 다이오드의 built-in potential에 의한 현상으로 0.75~0.8V사이에 ①번 지점이 존재한다는 것을 알 수 있다.? 표3VS를 점점 증가시킴에 따라 IR도 함께 증가한다.(옴의 법칙에 의한 자연스러운 결과이다.) Vab는 VS=5V 이후로 거의 증가하지 않는다. 4~5V 사이에 항복 전압이 있는 것 같다. 전압을 계속 증가시키면 항복전압 이상 영역에 있으므로 제너 다이오드는 전류를 흘리게 되는데 일반 다이오드와는 달리 일정한 전류를 흘린다. 제너 다이오드는 일반 다이오드에 불순물을 더 많이 첨가시켜 역전압 영역에서 잘 견디게 만든 다이오드이기 때문이다.

공학/기술| 2010.05.07| 4페이지| 1,000원| 조회(1,631)

전자회로, 전자회로실험, 제너 다이오드

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