[전자회로실험] 1. 접합 다이오드, 2. 다이오드 리미터와 클램퍼 - 실험목적, 이론, 결과 및 분석, 검토 및 보고

소개글

[전자회로실험] 1. 접합 다이오드, 2. 다이오드 리미터와 클램퍼 - 실험목적, 이론, 결과 및 분석, 검토 및 보고에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 제목

2. 목적

3. 이론

4. 실험 결과 및 분석

5. 디자인 프로젝트

6. 검토 및 보고 사항

7. 토의

본문내용

되고, 이면 D1은 off, D2는 on가 되어가 된다. 두 다이오드가 모두 off인 경우에는 이 된다.
(4) 클램퍼 회로
클램퍼 회로는 입력파형의 형태는 변화시키지 않고, 입력 파형을 특정 직류레벨에 고정시키는 회로이다. 이 회로는 다이오드, 캐패시터, 저항의 요소 이상으로 이루어지며 양클램퍼는 입력파형의 최소값을 0V에, 음클램퍼는 입력파형의 최대값을 0V가 되도록 한다. 그림 2-5(a)에서 입력파형의 음의 반주기 동안에 캐패시터에 입력전압의 피크값만큼의 전압이 충전되어 인 출력을 가지게 된다. 실제로는 다이오드의 turn on전압을 제외해 주어야 한다.
(5) 바이어스된 클램퍼
바이어스된 클램퍼는 다이오드에 직류 전원을 연결해 입력신호의 최대값 또는 최소값이 이 전원값이 된다. 그림 2-6의 회로는 인 양의 반주기 동안에 캐패시터가 중전되어 캐패시터의 전압은 가 된다. 이로 인해 출력전압 가 되어 최대값이 3V인 음의 클램퍼 회로가 된다.
4. 실험 결과 및 분석
1) 실험 결과
(1) 접합 다이오드
1. 다이오드의 극성
다이오드의 극성을 저항계로 측정해보면, 순방향인 경우 151Ω, 역방향인 경우 1.827MΩ이었다.
2. 바이어스 전압 인가
[V]
[V]
[V]
[mA]
계 산 값
10
0.7
9.3
1.98
Pspice 값
10
608.42m
9.316
1.998
측 정 값
9.998
0.6363
9.350
1.9588
[V]
[mV]
[V]
[nA]
[MΩ]
계 산 값
10
0
10
0
∞
Pspice 값
10
0
10
14.36
696
측 정 값
10.001
251.55
9.742
16.01uA
608.494kΩ
3. 전압-전류 특성
[V]
순방향 바이어스 [uA]
Pspice(470Ω)
실험결과
0
0
0.01
0.1
85.463nA
0.01
0.2
682.741nA
0.24
0.3
4.6838
1.68
0.4
26.864
11.05
0.5
98.282
53.66
0.6
222.007
153.37
0.7
377.118
275.50
0.8
548.784
0.4201mA
※ 실제 실험시에 저항을 470Ω으로 사용해, 지난 예비 레포트의 simulation값과는 차이가 있다.
= 5V
= 10V
= 15V
= 20V
[mV]
[uA]
[mV]
[uA]
[mV]
[uA]
[mV]
[uA]
계 산 값
0
0
0
0
0
0
0
0
측 정 값
2.369
2.86
2.450
1.01
2.343
0.15
2.304
0.2
(2) 다이오드 리미터와 클램퍼
1. 다이오드 리미터
ⅰ. 직렬 리미터
그림 3-1(a). 직렬 리미터 실험 회로
그림3-1(b) 입력파형
그림3-1(c) 출력파형
양의 피크값
1.80V
음의 피크값
-3.44V
그림3-1(d) 역방향 출력파형
양의 피크값
3.44V
음의 피크값
1.80V
ⅱ. 병렬 리미터
그림 3-2(a). 병렬 리미터 실험 회로
그림3-2(b) 입력파형
그림3-2(c) 출력파형
양의 피크값
3.48V
음의 피크값
1.52V
그림3-2(d) 역방향 출력파형
양의 피크값
2.40V
음의 피크값
-3.48V
ⅲ. 바이어스된 2중 다이오드 리미터
그림 3-3(a). 실험회로
그림3-3(b) 입력파형, Vp=9V
- 실험과정 ②, ③
S1:close, S2:open
S1:open, S2:close
그림3-4(a) 출력파형
양의 피크값
3.20V
음의 피크값
-8.20V
그림3-4(b) 출력파형
양의 피크값
7.80V
음의 피크값
-4V
S1을 close, S2를 open한 실험에서는 node F쪽의 저항(이하 RF)에 걸린 전압 이상인 부분이 잘려 나간 것을 확인할 수 있다. S1을 open, S2를 close한 실험에서는 위와 반대로 node G쪽의 저항(이하 RG)에 걸린 전압 이하의 전압이 리미팅 되었다.
- 실험과정 ④, ⑤ : S1, S2모두 close
그림3-5(a) 출력파형
양의 피크값
3.40V
음의 피크값
-4.00V
그림3-5(b) 출력파형
양의 피크값
5.00V
음의 피크값
-6.60V
에 걸리는 전압을 증가시키니, 출력되는 파형의 peak-to-peak 전압이 증가했다.
- 실험과정 ⑥
가변저항을 양쪽으로 변화시키면, 파형의 직류 전압값이 증가/감소하는 것을 확인할 수 있었다. 파형의 peak-to-peak 전압은 일정한 채로, 가변저항의 비 RF:RG가 RFRG가 되는 방향으로 증가시켰더니 파형이 점점 위쪽으로 상승하였다.
- 실험과정 ⑦, ⑧
D1=+1V, D2=-3V
D1=+3V, D2=-1V
그림3-6(a) 출력파형
양의 피크값
2.40V
음의 피크값
-4.20V
그림3-6(b) 출력파형
양의 피크값
4.00V
음의 피크값
-2.40V
D1과 D2에서 조정한 전압값과 약±1V차이가 나는 값으로 리미팅 되었다.
2. 다이오드 클램퍼
(a)(b)
그림 3-7 다이오드 클램퍼 실험회로
그림 3-8 다이오드 클램퍼 실험 입력파형
- 실험과정 ②~④
3-7(a)회로
3-7(b)회로
그림 3-9(a) 출력파형
양의 피크값
3.32V
음의 피크값
-520mV
그림 3-9(b) 출력파형
양의 피크값
520mV
음의 피크값
-3.40mV
그림 3-7(a)회로를 구성하고 가변저항 R을 증가시키면, 하위 peak값을 동일한 채로 상위 peak값이 증가했다. 반면에 3-7(b)로 다이오드 방향을 반대로 하여 실험하면, 상위 peak는 그대로인 채로 R이 증가하면 하위 peak값이 증가했다.
- 실험과정 ⑤~⑥ 로 변화
그림3-10 실험회로
그림3-11 입력파형
0V
2V
4V
(a)
(b)
그림 3-12 출력파형
(c)
가 증가할수록 출력 신호의 DC전압값이 증가하였다. (평균 전압 증가)
- 다이오드 방향을 반대로 했을 경우의 변화
0V
2V
4V
(a)
(b)
그림 3-13 출력파형
(c)
위의 실험에서는 다이오드의 전압을 증가하니, 앞선 실험결과와 같이 출력의 DC 전압값이 증가하는 것을 확인할 수 있다.
그러나, 이 실험에서는 다이오드 방향을 바꾸면서 직류전압의 방향도 바꿨어야 했는데, 실험자료의 그림 5-14(b)에서는 위의 그림 3-10과 같이 전압 방향이 변하지 않았기 때문에, 실험 결과는 DC전

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전자회로실험,   접합 다이오드,   다이오드 리미터,   클램퍼