diode 응용회로실험

소개글

diode 응용회로실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. Title
Diode 응용 회로 실험

2. Abstract

4. Background



(1)정류회로

본문내용

에 커패시터를 병렬로 달게 되면 1주차 실험에서 알 수 있듯이 리플이 생기게 된다. 리플율 이고 실험에서 주어진 리플율이 10%이므로 종합하여 정리해보면 C1=10uF 일 때 이를 만족하므로 리플율이 10%가 되게 하는 C1의 값은 10uF 이다.
실험2
(2-1)
회로도
시뮬레이션결과
R1에 걸리는 전압의 그래프
실험2는 Limiting 회로로 정현파가 양의 값일 때는 D1이 On이 되어서 출력 파형이 의 한계점이 생기므로 입력파형에서 잘리는 모양으로 나타나게 된다. 음의 값일 때는 D2가 On이 되므로 그 반대로 잘리는 형태로 출력된다. 아래 V1-V2 xy그래프를 도시화해보면 V2의 값이 한계 전압에서 V1을 더욱 크게 입력시켜도 거의 증가되지 않고 음의 한계 전압에서 V1을 더욱 작게 입력시켜도 거의 감소되지 않는다는 것을 알 수 있다.
(2-2)
회로도
시뮬레이션결과
R1에 걸리는 전압의 그래프
실험2-2는 제너 다이오드 Limiting 회로로 다이오드 Limiting 회로와의 차이점을 알 수 있는 실험이다. 전반적인 원리는 동일하므로 그래프 개형을 흡사하게 나오지만, 제너 다이오드의 성질인 역방향의 항복전압에서 그 전압전류의 비가 급격하게 변화하는 것을 이용하므로 보다 좁은 범위로 전압을 유지 할 수 있다.
실험3
(3-A)
회로도
Frequency=1kHz
Frequency=10Hz
Frequency=100Hz
Frequency=1MHz
시뮬레이션결과
R1에 걸리는 전압의 그래프
이번 실험의 회로도를 분석해 보면 이상적인 다이오드와 C1에 걸리는 0 초기 조건을 가정하고 Vin값이 0을 초과하면 입력은 C1의 왼쪽 평판에 양전하를 위치시키어 D1으로부터 음전하를 끌어 내는 경향이 있다. 결과적으로 D1이 켜지고 =0이 된다. 입력이 를 향하여 올라가면 C1의 오른쪽 평판이 D1에 의하여 0에 고정되어 있으므로 C1에 걸린 전압은 Vin과 같게 유지된다. Vin이 Peak값에서 떨어지기 시작할 때 C1은 방전한다. 즉 왼쪽 평판으로부터 양전하를 끌어 내고 그러므로 D1으로부터 양전하를 끌어 낸다. 그러므로 다이오드는 꺼지고 이 시간부터 C1은 와 동일한 일정한 전압을 유지하는 반면에 출력은 단순히 입력의 변화를 따른다. 특히 Vin이 +에서 -로 변함으로써 출력파형은 0에서 -2로 가고 주기는 무한정 반복된다. 즉 위의 시뮬레이션 값과 같은 출력 파형을 띄게 된다.
(3-B)
회로도
Frequency=1kHz
Frequency=10Hz
Frequency=100Hz
Frequency=1MHz
시뮬레이션결과
R1에 걸리는 전압의 그래프
이번 실험의 회로도를 분석해 보면 앞서했던 (3-A)의 회로도와는 다이오드의 방향이 바뀐 회로도이다. 이 회로도에서 C1에 걸리는 초기 조건이 0인 경우에 Vin이 0으로부터 올라가므로 C1의 왼쪽 평판에 양의 전하를 위치시킴으로써 D1으로부터 음의 전하를 끌어 내고 다이오드를 끌려고 한다. 결과적으로 C1은 입력 변화를 전체 양의 주기에 대하여 출력으로 바로 전달한다. Vin이 음의 값으로 변하는 시점부터 입력은 음의 전하를 C1으로 넣으므로 D1을 켜고 =0이 되게 한다. 그러므로 C1에 걸리는 전압은 Vin값이 -이 되는 시점까지 Vin과 같다. 이 점에서 D1이 꺼지면서 C1과 D1을 통하여 흐르는 전류의 방향이 변해야만 한다. 이제 C1은 와 같은 전압을 수반하고 입력 변화를 출력에 전달한다. 즉 출력은 입력을 따라가지만 레벨은 +만큼 이동되었고 +2의 피크값에 이른다. 즉 위의 시뮬레이션 값과 같은 출력 파형을 띄게 된다.
(3-C)
회로도
Frequency=1kHz
Frequency=10Hz
Frequency=100Hz
Frequency=1MHz
시뮬레이션결과
R1에 걸리는 전압의 그래프
이번 실험의 회로도는 배전압기 회로이다. 이 회로도를 음의 주기부터 분석을 시작하면 Vin이 0 아래로 떨어짐으로써 D1이 켜지고 노드 X를 0에 고정한다. Vin값이 -에 이르기까지 D2는 꺼진 상태를 유지하고 =0이다. Vin값이 -일 때 C1에 걸리는 전압은 -이다. Vin이 증가하기 시작하면 양전하를 C1의 왼쪽 평판에 축적하고 D1이 꺼진다. 이 시점에서 D2는 Vin이 이제 증가하므로 켜지게 된다. 결과적으로 C1=C2이기 때문에 회로는 단순한 커패시터 분할기로 간단하게 된다. 다시 말해 와 은 0부터 시작해서 같은 값을 가지고 정현파적으로 변하지만 크기는 /2와 같다. 그러므로 Vin이 -에서 0까지 변할 때 Vin에서 2의 변화가 와 에서 만큼의 변화로서 나타난다. Vin값이 +값에서 줄어드는 시점에 D1과 D2는 모두 꺼지며 각 커패시터는 일정한 값을 유지한다. C1에 걸리는 전압이 0이므로 =Vin이고 Vin이 음의 값으로 변하는 시점에 0으로 떨어지게 된다. 이 점에서 D1이 다시 켜지고 C1이 Vin값이 -이 되는 시점에 -로 충전된다. Vin이 다시 증가하기 시작함에 따라서 =0이고 =-이므로 D1은 꺼지고 D2는 꺼진 상태를 유지한다. 이제 고정되지 않은 C1의 오른쪽 평판과 함께, 는 입력에서의 변화를 따라가고 Vin이 -에서 0으로 감으로서 에 도달하게 된다. 이 시간 후 출력 변화는 입력변화의 절반이다. 즉 은 Vin이 0에서 +로 감으로써 +에서 ++/2로 증가한다. 출력은 이제 3/2에 이르고 이전의 분석으로부터 분명해진 것과 같이 출력은 ,/2,/4,...만큼씩 각 주기에서 계속 증가하고
의 최종값으로 접근하게 된다.
즉 위의 시뮬레이션 값과 같은 출력 파형을 띄게 된다.
6.References
참고자료
-http://3388jung.blog.me/141087882 [반파/전파 정류회로]
-http://blog.naver.com/nsesibong/60024345046 [브리지 정류 기본원리]
-http://blog.naver.com/syj1210?Redirect=Log&logNo=120049359773 [정전압회로]
-Fundamentals of Microelectronics, RAZAVI [Voltage Doubler]
-http://Alldatasheet.co.kr
Data Sheet

키워드

diode 응용회로실험,   전자공학실험 ,   다이오드 ,   정류회로