전자회로 실험 에미터공통증폭 결과

소개글

전자회로 실험 에미터공통증폭 결과에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

등가회로의 테브넌 저항을 구하는 것인데 이것은 입력 단에서 바라보면 과이 서로 병렬 연결 되어 있는 형태이므로 이것을 테브넌 등가회로로 살펴보면 가 되는 것을 확인 할 수 있다.
5) 예비보고서의 (5) 항목의 SPICE 시뮬레이션 결과와 실험측정결과를 비교 분석한 후, 그 차이가 있으며 설명하라.
시뮬레이션을 통해 얻은 결과는 이 되는데, 실험에서의 입력저항은 1.364㏀이다. 이것은 시뮬레이션과의 오차로 볼 수 있는데 실험기구에서 나올 수 있는 오차이다. 우선 트랜지스터에서도 발생할 수 있고 파워 서플라이에서도 발생할 수 있는 오차이다.
6) 실험결과 (5) 항목에서 vx 측정시 왜 오실로스코프로 직접 측정하지 않고, (vAC-vBC)의 과정을 거치는지 그 이유를 정리하라.
바로 측정하지 않는 이유는 A점과 B점이 모두 그라운드가 아니기 때문에 바로 측정하게 되면 플로팅이 되어 DC바이어싱이 되거나 노이즈가 들어올 수 있어 정확한 측정이 되지 않게 된다. 그러므로 되도록 오실로스코프를 통하여 그라운드 부분인 C점을 통하여 측정을 하여 그 둘의 신호를 빼게 되어 측정하는 것으로 하는 것이 좀 더 정확하게 나타낼 수 있는 것이다.
7) 항목 [실험 3] (7) 과정에서 CE를 제거할 때 입력 임피던스에 미치는 영향이 무엇인지 정량적으로 설명하라.
가 없게 되면 가 모든 신호에 대하여 통과되게 되는데 이렇게 되면 나쁜 영향을 미치게 되므로 가 필요하게 된다. 그리고 의 식을 보면 여기서 베이스에서 본 저항 가 되고 이것은 에 큰 이득이 곱해지게 되므로 않좋은 영향을 끼치는 것이 명확하게 된다. 하지만 여기에 가 연결되면 이 나쁜영향을 줄여주게 되므로 안정적으로 동작하여 원하는 출력을 나타나게 해준다.
7. 토의
에미터 공통 증폭기회로 전류이득 실험에서는 에미터 공통 증폭기의 기본적인 성질인 를 구하는 것에 대한 실험이었는데 의 식을 통하여 구하는 것이었다. 여기서는 베이스 전류의 변화량 분에 콜렉터 전류의 변화량이 베타인데 이것을 베이스 전류가 30, 40uA일때로 구하였는데 시뮬레이션에서 확인한 값과 비교했을 때 9.69%가 나왔는데 이것은 트랜지스터의 오차일 수도 있고 가해준 전류가 충분한 크기가 아니었을 수도 있다. 브레드보드, DC Supply, 저항등을 연결한 회로이므로 이것들에 의하여 충분히 오차가 발생할 수 있기 때문에 크게 고려할 필요가 없다고 판단했다.
에미터 공통 증폭기 바이어스 및 전압 이득 실험에서는 우선 여기서는 비교적 작은 값이 나타났는데 이것은 소신호를 입력해 주는데 이때에 소신호의 진폭이 작은 값이었기 때문에 이것을 가해줌에 따라서 발생하는 출력에 노이즈가 발생했을 가능성도 있고 또한 그것이 아니더라고 하더라도 파형발생기에서 가장 작은 값을 출력해 주는 것이었기 때문에 이것을 고려해 볼 때도 그 파형이 임계점에서 만들어졌을 것이라고 판단해 본다. 그리고 와 의 역할에 대해서도 실험적으로 알아보았다. 이 둘이 상호보완적으로 필요하다는 것과 두 소자의 크기또한 공통에미터회로를 설계할때에 고려해 주어야 할 것이라고 판단했다.
마지막으로 에미터 공통 증폭기 임피던스. 전력 및 위상관계 실험에서는 위상을 확인해보았고 180도로 위상이 바뀌는 것을 직접 확인하였고, 전력이득을 통해서도 제대로 증폭되고 있는지 확인할 수 있었다. 여기서 180도 위상이 변하는 것에 대하여 입력신호-출력신호간 위상이 중요한 역할을 하는 회로에서는 사용할 수 없겠지만 우리가 텀프로젝트에서 설계한 소리증폭을 하는 회로라면 소리의 출력에는 듣는데 문제가 없으므로 소리증폭회로에 이용할 수 있을 것이라고 판단하였다.
3. 시뮬레이션 결과 및 분석
1) 실험8 : 에미터 공통 증폭기 회로 특성
1) 에미터 공통 증폭기 회로 전류 이득
베이스전류=10uA
콜렉터전압=4V
베이스전류 최대값=162.2uA
베이스전류=30uA
베이스전류=40uA
시뮬레이션 결과
분석 : 우선 베이스 전류를 10uA가 되도록 조절을 하였다. 이때의 저항은 2553, 2447옴이 되었다. 그리고 콜렉터 전압이 4V가 되도록 저항을 조절했는데 이것은 250옴이 되었다. 그리고 베이스 전류가 최대가 되도록 저항을 조절했는데 전원을 모두 가해주도록 저항을 0.1, 4999.9옴을 가했는데 이상적인 것은 0, 5000옴이어야 하는데 이것은 프로그램상 돌아가지 않기도 하고 실제로도 0옴으로 가변저항을 하기 힘들기 때문에 어느정도 오차를 고려하여 이 값을 주었다. 이때의 베이스 전류는 162.2uA가 나왔다. 다음으로는 베이스 전류가 30uA가 되도록 조절을 하였는데 이것은 2050, 2950옴이 되었다. 마지막으로 40uA이 될 때의 저항은 1832, 3168옴이었다. 다음의 표를 통하여 를 구할 수 있다.
(uA)
(mA)
(uA)
(mA)
30
4.808
10
1.65
40
6.458
2) 에미터 공통 증폭기 바이어스 및 전압이득
DC분석을 위한 회로
분석 : 우선 DC분석을 위해 회로를 구성하였다. 부하저항을 전압측정을 위하여 매우큰 값을 걸어 주었다.
, ,
,
①원래 회로일때
소신호를 가해준 회로
베이스전압측정
분석 :
콜렉터 전압측정
에미터 전압측정
파형발생기에서 20mV가 최소였던 것을 보았고 그것을 입력소신호로 가해주었다. 그리고 베이스, 콜렉터, 에미터 각각의 파형을 측정하였다. 베이스에서 가해준 파형이 콜렉터, 에미터에서 반대로 측정이되었다. 그리고 증폭된 것을 확인할 수 있다.
②를 제거한 경우
소신호를 가해준 회로
베이스전압측정
분석 :
콜렉터 전압측정
에미터 전압측정
를 제거한 회로를 구성하고 소신호를 가해주었는데 전압이득이 줄어든 것을 확인할 수 있었다.
3) 에미터 공빔 증폭기 임피던스, 전력 및 위상관계
회로 구성도
출력전압
분석 :
입력신호
의 파형
우선 정현파가 나오는 최대값인 60mV를 측정하였고 여기서 70%인 42mV를 나타나게 하였다. 이것을 통하여 시뮬레이션을 시행하였다. 캐퍼시터에 의해 충전된 파형이 출력되었는데 이것을 통하여 180도 만큼 위상차이가 나는 파형을 볼 수 있었다. 이것은 앞에서 살펴본 의 식을 통하여 확인 한 것과 같은 결과이다.

키워드

전자공학실험,   에미터 공통 증폭기회로 특성,   콜렉터 전류의 변화