[A+ 4.5 결과레포트] 기초전자공학실험 - 직렬 및 병렬 다이오드 회로

소개글

[A+ 4.5 결과레포트] 기초전자공학실험 - 직렬 및 병렬 다이오드 회로에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 장비
1. 계측장비
2. 부품
3. 공급기

3. 이론 개요
4. 실험 내용 및 결과

1. 문턱전압
2. 직렬 구성
3. 병렬 구성
4. 양논리 AND 게이트
5. 브리지 구성

5. 실험 결론

6. 토의 및 고찰

본문내용

f. 그림 3-9에서 두 입력을 0V로 놓고 (두 입력을 회로 접지에 연결) 의 이론적인 값을 계산하라.
(계산값) = 0V
g. 를 측정하고 순서 4(f)의 결과와 비교하라.
(측정값)= 0.591V
약간의 오차가 있으나 비슷하다.
5) 브리지 회로
a. 그림 3-10의 회로를 구성하라. 저항값들을 측정하고 기록하라.
R1(meas) = 0.997 ㏀
R2(meas) = 2.187 ㏀
R3(meas) = 2.187 ㏀
b. 순서 1에서 측정한 두 다이오드의 를 이용하여 와 의 이론적인 값을 계산 하라.
(계산값) = 0 V
(계산값) = 4.3 V
c. 와 를 측정하고 순서 5(b)의 결과와 비교하라. 를 측정할 때 낮은 전압 범위를 사용하라.
(측정값) = 0 mV
(측정값) = 4.38 V
6) 연습문제
a. 그림 3-10에서 우측 상단 다이오드가 손상되어 내부가 개방회로로 동작할 때, 와 의 값을
계산하라.
(계산값) = 1.34V
(계산값) = 2.95V
b. 그림 3-10에서 우측 상단 다이오드를 제거하고, 와 의 값을 측정하라. 이 결과를
연습문제 6(a)의 계산값과 비교하라.
(측정값) = 1.361 V
(측정값) = 2.998V
4. 실험 결론
3주차 실험을 통해 직렬과 병렬로 구성된 다이오드 회로를 해석하고 이해하는 방법을 알 수 있었으며
직렬 및 병렬 회로에서 더 나아가 AND 게이트와 브리지로 구성된 회로의 해석방법을 익힐 수 있었다.
외부 영향으로 계산 값과 이론값이 조금 차이는 있었지만 회로의 해석에 큰 영향을 주지 않았다.
<직렬 구조>
⇒ 직렬 회로에서 걸어주는 전압과 출력되는 전압이 약간의 오차가 있지만 거의 일치한다.
⇒ 이론값으로 계산된 전류와 측정값으로부터 계산된 전류의 값이 거의 일치한다.
⇒ 직렬회로에서 다이오드의 문턱전압 이상의 바이어스를 가하였을 때, 다이오드에는 문턱전압 근사치의 값이, 저항에는 저항의 크기에 비례하여 전압이 가해진다.
<병렬 구조>
⇒ 여러 개의 다이오드가 병렬 구조로 연결 되어 있을 때, 그 중 하나의 다이오드에 문턱 전압 이상이 걸리게 되면 그 쪽으로만 전류가 흐르게 되고 나머지 다이오드 부분은 자신의 문턱전압보다 낮은 전압이 가해지므로 전류가 흐르지 않는다. 이 때 나머지 다이오드 부분은 전류는 흐르지 않으나 전압은 병렬로 연결되어 있기 때문에 병렬로 연결된 부분의 다이오드의 전압과 같게 된다.
⇒ 다이오드의 종류, 연결 상태 등을 이용하여 출력값을 조절 할 수 있다.
<양논리 AND 게이트>
⇒ AND 게이트에서는 이상적 다이오드를 가정하기 때문에 두 입력단자에 모두 5V가 입력되어야 5V가 출력되며, 입력 단자 중 하나 이상의 단자에 0V를 가하면 0V가 출력된다. 하지만 실제 다이오드의 경우 문턱전압이 발생하기 때문에 그만큼의 전압이 측정됨을 알 수 있다.
<브리지 구조>
⇒브리지 회로에서 양쪽에 똑같은 구조로 연결하여 대칭적으로 구성되어있는 회로에서는 그 가운데 걸리는 전압은 양쪽에 전위차가 발생하지 않기 때문에 OV 이다.
⇒ 양쪽에 2.2K의 저항에 걸리는 값은 계산 값으로 4.3V이며 측정값으로는 4.38V으로 측정되었는데 같은 저항을 사용하더라도 그 각각에 소자 특성 차이가 있으며 완전하게 저항 값이 일치하지 않으므로 약간의 오차가 발생할 수 있다.
5. 토의 및 고찰
⇒ 초기 저항값 측정이나 문턱전압 측정 시 외부의 영향을 덜 받기 위해 DC supply를 빼고 측정하는 것에 주의한다.
⇒ DMM을 통해 다이오드 문턱전압 값을 확인할 때 DMM은 2mA값을 주었을 때의 값을 표시하는 거기 때문에 실제 문턱전압 값이라고 정확하게 볼 수는 없음을 알 수 있었다.
⇒ 양논리 AND 게이트 실험 시 VO를 어디를 찍어 측정해야 하는지 정확하게 파악하여야 한다.
⇒ 브리지 회로에서 대칭적인 구조로 연결되어 있는 값은 이론상으로 같은 값이 나와야 하는데 약간의 오차가 있었다. 이는 같은 소자를 사용하더라도 그 소자만의 특성이 있고 완벽하게 소자의 값이 같지 않기 때문에 실제 계산 값과 약간의 오차가 발생할 수 있다.
⇒ 브리지 회로에서 다이오드 하나가 망가질 시에는 회로를 다시 그려 재 구성해야하며 와 ,가 병렬 연결되어있는 것과 같다.
⇒ 병렬 구조를 브레드보드에 옮기는 작업을 할 때 값이 제대로 나오지 않아 회로를 다시 확인 해보니 다이오드의 방향을 잘못 잡았고 한 소자의 선로를 점프 선으로 이어주는 작업을 하지 않았다 따라서 병렬 구조를 브레드보드에 옮길 때는 더욱 신중하게 작업해야한다.
⇒브래드보드 상의 회로를 구성할 때 AND gate나 브리지 구조의 경우 회로가 다소 복잡하게 형성이 되었는데, 점프선을 사용하고 색깔 구별을 통해 회로구분을 할 때 더 쉽게 이해하고 쉽게 회로를 고칠 수 있었다.
⇒ 논리게이트에서 두 다이오드에 주어지는 전압이 다를 때 전원에서 주어지는 전압과 전위차가 생기게 되는데 이러한 원리를 이용하여 논리 게이트를 만들 수 있다.
⇒ 직류전원장치에서 (+)와 (-)가 연결된 채로 회로를 수정하거나 구성할 경우 회로구성 도중 쇼트가 날 위험이 매우 높기 때문에 도중에 회로를 수정하거나 회로를 구성시 (+), (-) 단자를 잠시 연결해제한 뒤 다시 연결하여야 한다는 것을 알게 되었다.
⇒ 병렬구조 실험 3-b와 3-c에서의 이론적 계산값과 실제 측정값의 차이가 발생하였고, 그 이유가 다이오드간의 전위차 때문에 이상적인 Si다이오드일 경우 0.7V 이지만 여러 부가요소가 추가됨에 따라 실제 다이오드 결과값이 0.527V가 나온 것을 알 수 있었다.
⇒ 브리지 구조에서 다이오드가 ON이 될 경우 가운데 회로 값이 회로는 연결되어 있지만 실제 전위측정값은 0V가 나오는 것으로 브리지구조를 더 이해할 수 있었다.
⇒ 브리지 회로 실험을 통해 여러 결과값을 도출해봄에 따라 브리지 회로를 직류에서 교류 혹은 교류에서 직류로 쉽게 변환을 할 때도 응용이 가능하다는 것을 알게 되었다.
⇒ AND gate 실험을 통해 논리게이트에 대해서 이해할 수 있었고, 다른 OR gate나 NOR, NAND게이트에 대해서도 대략적으로 이해 및 고찰을 해 볼 수 있었다.

키워드

결과레포트,   기초전자공학실험,   전자회로 실험