목차
없음
본문내용
.
3. 예비 문제
A. BJT의 동작영역을 와 를 사용하여 구분하라.
- <표 1>을 참고.
B. BJT에서 컬렉터 전류의 소신호 근사를 설명하라.
-
C. 소신호 모델 파라미터 과 의 물리적 의미를 설명하라.
-
에 대한 는 전류 의 기울기이다.
D. 얼리 전압 와 출력저항 의 관계를 설명하라.
- 얼리전압 그래프는 <그림 3>을 참고.
곡선의 기울기는 곧 이다.
E. 전압계를 사용하여 트랜지스터의 동작영역을 판별하는 과정을 기술하라.
- 전압계로 의 전압을 측정하여 를 통해 의 영역이 어디에 속하는지 판별하고 의 전압을 측정하여 를 통해 의 영역이 어디에 속하는지 판별한다.
F. 전압 분할기 바이어스 회로에서 테브난 저항과 등가전압의 표현식을 유도하라.
- ,
G. 전압 분할기 바이어스 회로에서 트랜지스터의 동작영역을 활성영역에서 포화영역으로 이동하게 하는 부품들과 그 크기의 증감을 표시하라.
- 가 0.7V 이상일 경우 포화 가능성이 크다. 이것은 의 변화를 줄 수 있는 부품을 말해준다. 를 전압등분하여 를 주는 , 이다. 가 커질수록 혹은 이 작아질수록 에 걸리는 전압이 증가하여 즉 증가 포화 영역으로 간다.
H. 전압 분할기 바이어스 회로의 설계 규칙을 설명하라.
- 우선 활성 상태가 되기 위하여 를 0.7V가 되도록 하는 것에 유의한다. 값을 측정하고 =+0.7V가 되도록 를 , 로 분배한다.
4. 사용기기 및 부품
2N2222 또는 2N3904, , , 1㏀, 1.3㏀, 3.3㏀, 10㏀, 15㏀, 47㏀, 100㏀
5. 실험 내용
(1) BJT의 단자 연결도를 확인하라 <그림 6>
(2) 트랜지스터의 이미터 접합과 컬렉터 접합의 순방향과 역방향의 저항크기를 측정하여 기록하라.
(3) <그림 7>의 특성 측정을 위한 회로를 구성하고, 와 의 크기를 측정하여 기록하라.
(4) 전원공급전에 모든 연결을 확인하라. 트랜지스터가 활성영역에 잇는지 판별하라.
(5) 와 를 조정하면서 와 의 양단 전압을 측정한다.
(6) BJT의 특성을 얻기 위해, 로 유지하면서 와 의 값을 기록하라.
(7) 트랜지스터의 직류 출력특성을 얻기 위해 로 유지하면서 를 기록하라.
(8) BJT의 바이어스 실험을 위한 <그림 8>의 회로를 구성하라.
(9) 전원을 공급하고 트랜지스터가 활성영역에 있는지 확인하라.
(10) 직류 바이어스 전압과 전류를 측정하여 기록하라.
(11) 주파수가 10kHz이고, 진폭이 20mV인 정현파를 로 인가하고 출력신호를 오실로스코프로 관찰하라. 그때의 최대출력전압 의 양과 음의 진폭과 그때의 진폭을 측정하여 기록하라.
(12) 입력신호 진폭이 일 때, 바이패스 커패시터 를 제거하기 전과 후의 베이스, 이미터, 출력신호 전압의 진폭을 측정하여 기록하라.
(13) 과 병렬로 100㏀을 연결하여 동작점을 포화영역쪽으로 이동하고 그 파형을 그려라.
(14) 을 47㏀으로 원상 복귀하고, 와 병렬로 10㏀을 연결하여 동작점을 차단 영역쪽으로 이동하고 그때의 출력파형을 그려라.
6. 실험 결과
- <사진 1>과 같은 BJT의 이미터 접합과 컬렉터 접합의 순방향과 역방향 저항의 크기를 디지털 멀티미터의 측정범위를 다이오드상태로 하여 각각 측정하였다. 그 결과 <표 1>과 같은 결과를 얻었다.
2N2222
순방향 저항
역방향 저항
정상 여부
이미터 접합
70Ω
3.8㏁
정상
컬렉터 접합
80Ω
4.0㏁
정상
- <그림 1>과같은 BJT의 특성 측정을 위한 회로를 구성하였다. 회로에 사용된 저항은 , 의 값을 가졌다.
- , 로 조정하고, 와 를 측정한 결과 <표 2>와 같다.
전압
측정값
차단 영역
활성 영역
포화 영역
동작 영역
3.1V
활성
0.64V
활성
- BJT의 트랜지스터의 직류 입력 특성과 전달특성을 얻기 위해 로 일정하게 유지하면서 베이스전압 에 대한 베이스전류 와 컬렉터 전류 를 측정한 결과 <결과 1>과 같았다.
- 실험 결과 에 대한 와 의 값이 지수함수의 모양으로 나타나고 cutoff전압이 0.5V임을 확인하였다. 그리고 의 값이 160으로 거의 일정하게 나타남을 보고, BJT의 특성을 확인하였다.
- BJT의 직류 출력 특성을 얻기 위해 를 로 일정하게 유지하면서 컬렉터 전압 에 대한 컬렉터 전류 를 측정하니, <결과 2>처럼 나타났다.
- BJT의 바이어스 실험을 위한 <그림 2>의 회로를 <표 3>의 저항값을 이용해 구성하였다. 이때 BJT가 활성영역이 있게 하기 위해서 , , 으로 설정한다.
- 직류 바이어tm 전압과 전류를 측정하고, 주파수가 10kHz, 진폭이 20mV의 정현파를 인가하고, 신호의 크기를 증감하여 클리핑이 없는 최대출력 전압의 양과 음의 진폭을 측정한 결과 <표 4>와 같았다.
저항
측정값
46.4㏀
14.92㏀
3.287㏀
1.3㏀
9.88㏀
98.5㏀
동작점
측정값
6.75V
2.72V
2.06V
4.67V
0.62V
1.59mA
0.01mA
약159
클리핑이 없는 최대 진폭
출력전압
입력전압
+진폭:3V -진폭:4V
20mV
왜곡이 없는 최대 진폭
출력전압
입력전압
2V
10mV
<표 4> BJT의 바이어스와 신호 증폭
- 입력신호 진폭이 20mV일 때, 바이패스 커패시터 를 제거하기 전과 후의 베이스,이미터, 출력신호 전압의 진폭을 측정한 결과, <표 5>와 같았다.
전압
베이스 전압
이미터 전압
출력 전압
접속
2.7V
2.07V
0.18V
제거
2.7V
2.07V
0.01V
- 과 병렬로 100㏀을 연결하여 동작점을 포화영역으로 이동하여 바이어스 전압과 신호증폭을 측정한 결과 <표 6>과 같았다.
바이어스 전압과 전류
9.79V
1.46V
0.85V
8.94V
0.61V
0.69mA
0.004mA
172.5
클리핑이 없는 최대 진폭
출력전압
입력전압
+진폭:20mV, -진폭:20mV
100mV
- 와 병렬로 10㏀을 연결하여 동작점을 차단영역으로 이동하여 바이어스 전압과 신호 증폭을 측정한 결과 <표 7>과 같았다.
바이어스 전압과 전류
10.1V
1.3V
0.07V
9.03V
1.23V
A
클리핑이 없는 최대 진폭
출력전압
입력전압
+진폭:20mV, -진폭:20mV
100mV
3. 예비 문제
A. BJT의 동작영역을 와 를 사용하여 구분하라.
- <표 1>을 참고.
B. BJT에서 컬렉터 전류의 소신호 근사를 설명하라.
-
C. 소신호 모델 파라미터 과 의 물리적 의미를 설명하라.
-
에 대한 는 전류 의 기울기이다.
D. 얼리 전압 와 출력저항 의 관계를 설명하라.
- 얼리전압 그래프는 <그림 3>을 참고.
곡선의 기울기는 곧 이다.
E. 전압계를 사용하여 트랜지스터의 동작영역을 판별하는 과정을 기술하라.
- 전압계로 의 전압을 측정하여 를 통해 의 영역이 어디에 속하는지 판별하고 의 전압을 측정하여 를 통해 의 영역이 어디에 속하는지 판별한다.
F. 전압 분할기 바이어스 회로에서 테브난 저항과 등가전압의 표현식을 유도하라.
- ,
G. 전압 분할기 바이어스 회로에서 트랜지스터의 동작영역을 활성영역에서 포화영역으로 이동하게 하는 부품들과 그 크기의 증감을 표시하라.
- 가 0.7V 이상일 경우 포화 가능성이 크다. 이것은 의 변화를 줄 수 있는 부품을 말해준다. 를 전압등분하여 를 주는 , 이다. 가 커질수록 혹은 이 작아질수록 에 걸리는 전압이 증가하여 즉 증가 포화 영역으로 간다.
H. 전압 분할기 바이어스 회로의 설계 규칙을 설명하라.
- 우선 활성 상태가 되기 위하여 를 0.7V가 되도록 하는 것에 유의한다. 값을 측정하고 =+0.7V가 되도록 를 , 로 분배한다.
4. 사용기기 및 부품
2N2222 또는 2N3904, , , 1㏀, 1.3㏀, 3.3㏀, 10㏀, 15㏀, 47㏀, 100㏀
5. 실험 내용
(1) BJT의 단자 연결도를 확인하라 <그림 6>
(2) 트랜지스터의 이미터 접합과 컬렉터 접합의 순방향과 역방향의 저항크기를 측정하여 기록하라.
(3) <그림 7>의 특성 측정을 위한 회로를 구성하고, 와 의 크기를 측정하여 기록하라.
(4) 전원공급전에 모든 연결을 확인하라. 트랜지스터가 활성영역에 잇는지 판별하라.
(5) 와 를 조정하면서 와 의 양단 전압을 측정한다.
(6) BJT의 특성을 얻기 위해, 로 유지하면서 와 의 값을 기록하라.
(7) 트랜지스터의 직류 출력특성을 얻기 위해 로 유지하면서 를 기록하라.
(8) BJT의 바이어스 실험을 위한 <그림 8>의 회로를 구성하라.
(9) 전원을 공급하고 트랜지스터가 활성영역에 있는지 확인하라.
(10) 직류 바이어스 전압과 전류를 측정하여 기록하라.
(11) 주파수가 10kHz이고, 진폭이 20mV인 정현파를 로 인가하고 출력신호를 오실로스코프로 관찰하라. 그때의 최대출력전압 의 양과 음의 진폭과 그때의 진폭을 측정하여 기록하라.
(12) 입력신호 진폭이 일 때, 바이패스 커패시터 를 제거하기 전과 후의 베이스, 이미터, 출력신호 전압의 진폭을 측정하여 기록하라.
(13) 과 병렬로 100㏀을 연결하여 동작점을 포화영역쪽으로 이동하고 그 파형을 그려라.
(14) 을 47㏀으로 원상 복귀하고, 와 병렬로 10㏀을 연결하여 동작점을 차단 영역쪽으로 이동하고 그때의 출력파형을 그려라.
6. 실험 결과
- <사진 1>과 같은 BJT의 이미터 접합과 컬렉터 접합의 순방향과 역방향 저항의 크기를 디지털 멀티미터의 측정범위를 다이오드상태로 하여 각각 측정하였다. 그 결과 <표 1>과 같은 결과를 얻었다.
2N2222
순방향 저항
역방향 저항
정상 여부
이미터 접합
70Ω
3.8㏁
정상
컬렉터 접합
80Ω
4.0㏁
정상
- <그림 1>과같은 BJT의 특성 측정을 위한 회로를 구성하였다. 회로에 사용된 저항은 , 의 값을 가졌다.
- , 로 조정하고, 와 를 측정한 결과 <표 2>와 같다.
전압
측정값
차단 영역
활성 영역
포화 영역
동작 영역
3.1V
활성
0.64V
활성
- BJT의 트랜지스터의 직류 입력 특성과 전달특성을 얻기 위해 로 일정하게 유지하면서 베이스전압 에 대한 베이스전류 와 컬렉터 전류 를 측정한 결과 <결과 1>과 같았다.
- 실험 결과 에 대한 와 의 값이 지수함수의 모양으로 나타나고 cutoff전압이 0.5V임을 확인하였다. 그리고 의 값이 160으로 거의 일정하게 나타남을 보고, BJT의 특성을 확인하였다.
- BJT의 직류 출력 특성을 얻기 위해 를 로 일정하게 유지하면서 컬렉터 전압 에 대한 컬렉터 전류 를 측정하니, <결과 2>처럼 나타났다.
- BJT의 바이어스 실험을 위한 <그림 2>의 회로를 <표 3>의 저항값을 이용해 구성하였다. 이때 BJT가 활성영역이 있게 하기 위해서 , , 으로 설정한다.
- 직류 바이어tm 전압과 전류를 측정하고, 주파수가 10kHz, 진폭이 20mV의 정현파를 인가하고, 신호의 크기를 증감하여 클리핑이 없는 최대출력 전압의 양과 음의 진폭을 측정한 결과 <표 4>와 같았다.
저항
측정값
46.4㏀
14.92㏀
3.287㏀
1.3㏀
9.88㏀
98.5㏀
동작점
측정값
6.75V
2.72V
2.06V
4.67V
0.62V
1.59mA
0.01mA
약159
클리핑이 없는 최대 진폭
출력전압
입력전압
+진폭:3V -진폭:4V
20mV
왜곡이 없는 최대 진폭
출력전압
입력전압
2V
10mV
<표 4> BJT의 바이어스와 신호 증폭
- 입력신호 진폭이 20mV일 때, 바이패스 커패시터 를 제거하기 전과 후의 베이스,이미터, 출력신호 전압의 진폭을 측정한 결과, <표 5>와 같았다.
전압
베이스 전압
이미터 전압
출력 전압
접속
2.7V
2.07V
0.18V
제거
2.7V
2.07V
0.01V
- 과 병렬로 100㏀을 연결하여 동작점을 포화영역으로 이동하여 바이어스 전압과 신호증폭을 측정한 결과 <표 6>과 같았다.
바이어스 전압과 전류
9.79V
1.46V
0.85V
8.94V
0.61V
0.69mA
0.004mA
172.5
클리핑이 없는 최대 진폭
출력전압
입력전압
+진폭:20mV, -진폭:20mV
100mV
- 와 병렬로 10㏀을 연결하여 동작점을 차단영역으로 이동하여 바이어스 전압과 신호 증폭을 측정한 결과 <표 7>과 같았다.
바이어스 전압과 전류
10.1V
1.3V
0.07V
9.03V
1.23V
A
클리핑이 없는 최대 진폭
출력전압
입력전압
+진폭:20mV, -진폭:20mV
100mV
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