[A+ 45 결과레포트] 기초전자공학실험 - BJT바이어스 특성 및 회로

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목차

1. 실험 목적
2. 실험 장비
1) 계측기
2) 부품
3. 이론
4. 실험 내용 및 결과
1) 달링턴 이미터 폴로어 회로
2) 달링턴 회로 입출력 임피던스
3) 캐스코드 증폭기
5. 결론
6. 토의 및 고찰

본문내용

결과 REPORT
BJT바이어스 특성 및 회로
목 차
1. 실험 목적
2. 실험 장비
1.계측기
2.부품
3. 이론
4. 실험 내용 및 결과
1. 달링턴 이미터 폴로어 회로
2. 달링턴 회로 입출력 임피던스
3. 캐스코드 증폭기
5. 결론
6. 토의 및 고찰
1. 실험 목적: 달링턴 및 캐스코드 연결 회로의 직류와 교류 전압을 계산하고 측정한다.
2. 실험 장비
1) 계측기
- 오실로스코프
- DMM
- 함수 발생기
- 직류전원
2) 부품
- 저항
100, 51 1, 1, 1.8, 4.7, 5.6, 6.8, 50전위차계, 100
- 트랜지스터
2N3904(또는 등가의 범용 npn 트랜지스터), TIP120(npn 달링턴)
- 커패시터 - 0.007, 10
3.이론
달링턴 회로는 첫 트랜지스터의 출력단자와 두 번째 트랜지스터의 입력단자를 연결시켜 트랜지스터에 의한 두 번의 증폭을 거쳐 큰 전압 증폭률을 가지게 하는 것이다. 이번 실험에서는 TIP120라는 달링턴 패키지 트랜지스터를 사용한다.
1) 달링턴 회로
달링턴 회로 의 실효값()은 각 트랜지스터 값의 곱과 같다.
달링턴 이미터 폴로어는 일반 이미터 폴로어에 비해 높은 입력 임피던스를 갖고 있다.
달링턴 이미터 폴로어의 입력 임피던스는 다음 식으로 주어진다.
달링턴 이미터 폴로어의 출력 임피던스는 다음과 같다.
달링턴 이미터 폴로어의 전압 이득은 다음과 같다.
2) 캐스코드 증폭기 회로
캐스코드 증폭기 회로는 공통 베이스 회로와 공통 이미터 회로의 두 개의 회로를 직렬로 종속시킨 증폭회로이다. 고주파 특성에 좋지 않는 공통 베이스 회로를 보완하기 위해 입력 임피던스가 큰 공통 이미터 회로를 연결하여 향상시킨 회로이다.
에서는 가 없는 공통 이미터 회로로 볼 수 있고, 전압이득은 거의 1이며, 전압 은 와 반대의 극성을 갖는다.
에서는 가 없는 공통 베이스 회로로 볼 수 있고, 전압이득은 반전되지 않는다.
o
o
o
3) 기타 부품
TIP 120
시멘트 저항
세라믹 커패시터
2개의 트랜지스터가 합쳐진 구조로 그림에 1,2,3,순으로 Base, Collector, Emitter임.
내열성과 내전압성이 우수한 전압으로서 주로 전력 증폭률이 높은 회로에 사용됨.
극성이 없고 용량이 작아서 고주파 대역에서 주로 사용됨.
4.실험 내용 및 결과
1) 달링턴 이미터 플로어 회로　　　　　　　
a. 그림 23-1회로의 직류 바이어스 전압과 전류를 계산하라. 아래에 기록하라.
전압 이득과 입출력 임피던스의 이론값을 계산하라.
-= 5.94V
-= 4.54V
b. 그림 23-1의 달링턴 회로를 연결하라. 50㏀ 전위차계()를 조정하여 이미터 전압 =5V가 되도록 하라. DMM을 사용하여 직류 바이어스 전압을 측정하고 기록하라.
베이스와 이미터의 직류 전류를 구하라.
-
-
-
이 Q점에서 트랜지스터의 값을 계산하라.
-
c. 주파수 10㎑에서 피크값 =1V를 갖는 교류 입력 신호를 인가하라. 오실로스코프를 이용하여 출력 전압 파형이 잘리거나 왜곡되지 않는 것을 확인하고 기록하라. (필요하면 입력 신호의 크기를 줄인다.)
-
-
교류 전압 이득을 계산하고 기록하라.
-
2) 달링턴 회로 입출력 임피던스
a. 입력 임피던스를 계산하라.
-(계산값) = 29.1㏀
출력 임피던스를 계산하라.
-(계산값) = 0.225Ω
b. 측정저항 을 와 직렬로 연결하라. 입력 전압 를 측정하고 기록하라.
-(측정값) = 213㎷
다음 식을 이용해 회로의 입력 임피던스 를 구하라.
-(계산값) = 26.9㏀
저항 를 제거하라.
c. 무부하 상태에서 출력 전압 를 측정하라.
-(측정값) = 1.07V
부하 저항 을 연결하라. 이때 나타나는 출력 전압을 측정하고 기록하라.
-(측정값) = 1.02V
다음 식을 이용해 출력 임피던스를 계산하라.
-(계산값) = 4.9Ω
와 의 계산값과 측정값을 비교하라.
-는 계산값과 측정값이4.65Ω차이가났고, 는 계산값과 측정값이2.2kΩ 차이가 났다.
3) 캐스코드 증폭기
a. 그림 23-2에 주어진 캐스코드 증폭기의 직류 바이어스 전압과 전류를 계산하라(베이스 전류가 전압 분배기 전류보다 매우 작다고 가정하라.)
-(계산값) = 5.50V
-(계산값) = 4.8V
-(계산값) = 11.35V
-(계산값) = 12.05V
-(계산값) = 11.35V(계산값) = 11.37V
직류 바이어스 이미터 전류를 계산하라.
-(계산값) = 2.05mA
-(계산값) = 2.05mA
트랜지스터의 동적 저항을 계산하라.
-(계산값) = 5.42Ω
-(계산값) = 5.42Ω
c.식(23.5)와 (23.6)을 이용해 각 트랜지스터 증폭단의 교류 전압 이득을 계산하라.
-(계산값) = -1
-(계산값) = 332.1
5.결론
1.달링턴 회로에서는 입력파형과 출력파형을 오실로스코프로 측정했을 때 위상이 차이가 안 나는 것으로 보아 전압이득이 양의 값이라는 것을 알 수 있다.
2.공통이미터인 첫 번째 단의 출력 에서는 전압이득이 1이고 공통베이스 두 번째 단의 출력 에서는 전압이 증폭된다.
3.달링턴 회로는 높은 전류이득을, 캐스코드 회로는 높은 전압 이득을 가지는 회로이다.
4.캐스코드 회로에서 첫 번째 단의 과 두 번째 단의 는 같은 값이다.
6.토의 및 고찰
1.달링턴 회로는 전류 증폭률이 매우 커 전류가 많이 흐르기 때문에 장시간 실험할 시에 저항에 열이 많이 가해지게 된다. 이때, 저항에 손상이 갈 수 있기 때문에 내열성이 좋은 시멘트 저항을 사용하여 소자를 보호하며 실험한다.
2. 달링턴 회로 구성 시 주어진 회로처럼 2개의 BJT를 연결하지 않고 하나의 패키지로 만들어진 TIP120 트랜지스터를 사용한다. 일반 BJT와 단자의 위치가 다르므로 데이터 시트를 통해 미리 값과 B, C, E 단자를 확인한 후 실험해야한다.
3.다이오드의 AC저항과 같아 로 표현 하며 로 결정되어진다.
4.의 파형이 같은 이유는 이기 때문이다.
5.와 의 계산값과 측정값을 비교하라 에서 의 계산값과 측정값이 크게차이가 났다.
그러한 이유는 소수점 둘째자리까지 계산하다보니 계산값과 측정값 사이의 오차가 크게 발생했다.

키워드

기초전자공학실험,   전자실험,   PSpice,   BJT바이어스