전자회로실험 제너 다이오드를 이용한 전압 안정화 회로 예비레포트

소개글

전자회로실험 제너 다이오드를 이용한 전압 안정화 회로 예비레포트에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 이론적 배경
3. 사용 장비 및 부품
4. 실험 방법
5. 예비 보고 사항

본문내용

병렬로 연결시키고 입력과 부하 사이에 저항을 삽입한다.
그림 2. 전압 안정화 회로
그림 2와 같이 기본적인 전압 안정화 회로에서 제너 다이오드의 테브난 등가 전압은 전원전압보다 작다. 제너 다이오드의 테브난 등가 전압은 그림 2의 회로에서 제너 다이오드를 떼어냈을 때의 부하저항의 전압이다.
이므로 제너 다이오드가 항복영역에서 동작하려면 ＞ 여야 한다.
제너 다이오드가 항복 영역에서 동작한다면 저항 에 흐르는 전류는
이고 제너 저항은 매우 적은 값이므로 부하전압은 약 로 같아진다. 그러므로 저항 에 흐르는 전류는
이다.
이므로 제나 다이오드 전류에 대해 정리하면
이다.
3. 사용 장비 및 부품
- 오실로스코프
- 직류 전원 공급 장치
- 디지털 멀티미터
- 제너 다이오드 : 1N5225
- 저항 : 470Ω, 1KΩ
4. 실험 방법
4.1 파형 정형 회로
그림 2. 전압 안정화 회로
(1) 그림 2의 회로를 구성하라.
(2) 입출력 그래프를 관찰 한 후 을 측정한다.
(3) DC 입력 전압을 0 ~ 10V (1V 간격)로 변화시키면서 입출력 전압을 측정하고 결과로부터 이 회로가 정전압 회로로 동작하기 위한 입력의 최소값과 전원 변동률 를 구한 후 비교한다.
(4) 일 때 부하 저항을 100 ~ 10MΩ (10배 간격)으로 변화시키면서 입출력 전압을 측정하고 부하 변동률 를 구한 후 비교한다.
5. 예비 보고 사항
5.1 그림 2의 회로에서 일 때 의 이론값을 구하라. 여기서 사용하는 제너 다이오드의 제너 전압은 이다.
제너 다이오드의 테브난 등가 전압은 그림 2의 회로에서 제너 다이오드를 떼어냈을 때의 부하저항의 전압이므로
, 이므로 = 4.08V.
제너 다이오드가 항복영역에서 동작하려면 ＞ 이여야 하는데
4.08V ＞ 3V 이므로 항복 영역에서 동작.
저항 에 흐르는 전류는
이므로 , 제너 저항은 매우 적은 값이므로 , 저항 에 흐르는 전류는 ,
이므로 이다.
제너 다이오드가 항복 영역에서 동작 할 때 전류는 (-) 전류가 되므로 모든 전류의 부호를 (-)로 바꿔준다.
5.2 그림2의 회로를 PSPICE 시뮬레이션하여 을 구하고 예비 보고 사항 5.1의 결과값과 비교하라.
PSPICE 회로도
시뮬레이션 결과
로 약간의 오차가 있었지만 이론값과 큰 차이는 없었다.
5.3 그림2의 회로에서 일 때 입력을 DC 0 ~ 10V로 변화시키면서 입력과 출력 전압을 관찰하는 PSPICE 시뮬레이션을 실시하라. 이 결과로부터 이 회로가 정전압 회로로 동작하기 위한 입력의 최솟값을 구하고 전원 변동률 도 구하라.
0V
1.00V
2.00V
3.00V
4.00V
5.00V
6.00V
7.00V
8.00V
9.00V
10.0V
0V
0.66V
1.34V
2.02V
2.70V
2.93V
2.95V
2.97V
2.98V
2.98V
2.99V
0
0.66
0.68
0.68
0.68
0.23
0.02
0.02
0.01
0
0.01
일 때 제너 다이오드 회로가 정전압 회로로 동작 하기 때문에 가 최소 약 5V 일 때 정전압 회로로 동작을 한다.
5.4 그림2의 회로에서 일 때 부하 저항을 100 ~ 10MΩ으로 변화시키면서 입력과 출력 전압을 관찰하는 PSPICE 시뮬레이션을 실시하라. 이 결과로부터 부하 변동률 도 구하라.
시뮬레이션 결과 부하 저항이 1KΩ이 되었을 때 출력 전압이 로 유지되었고 부하 저항이 10MΩ으로 높아져도 부하 변동률 와 부하 전압의 변화는 없었다.
100Ω
1KΩ
10KΩ
100KΩ
1MΩ
10MΩ
1.05V
2.95V
2.97V
2.97V
2.97V
2.97V
0.175
0.492
0.495
0.495
0.495
0.495

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