[A+ 4.5 결과레포트] 기초전자공학실험 - JFET 특성, JFET 바이어스 회로

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[A+ 4.5 결과레포트] 기초전자공학실험 - JFET 특성, JFET 바이어스 회로에 대한 보고서 자료입니다.

목차

< JFET 특성 >
1. 실험 목적
2. 실험 장비
3. 이론개요
4. 실험순서
5. 실험 결론
6. 토의 및 고찰

< JFET 바이어스 회로 >
1. 실험 목적
2. 실험 장비
3. 이론개요
4. 실험 결론
5. 토의 및 고찰

본문내용

려라.
e. = -1 V일 때 그림 13-2의 곡선에서 를 결정하라. 모든 그래프는 그림 13-2 위에 그려라. 로 결정되는 직선을 고정 바이어스 부하선이라고 이름 붙이고 그래프에 표시하라.
=
= 4.652 mA
f. 그림 13-1에서 = -1 V로 놓고 를 측정하라. 측정한 값을 이용해 를 계산하고 아래에 기록하라. 이 값이 의 측정값이다.
= 5.25 mA
= 5.23 V
= 5.25 mA
g. 의 측정값과 계산값을 비교하라.
0.8 mA 정도 차이가 난다.
2)자기 바이어스 회로
자기 바이어스 회로에서는 의 크기가 드레인 전류 와 소스 저항 의 곱으로 정의된다. 회로의 바이어스 선은 원점에서 시작해 전달 특성곡선과 직류 동작점에서 교차한다. 그래프 상의 교점에서 x축과 y축에 수선을 그리면 드레인 전류와 게이트-소스 전압을 결정할 수 있다. 주의 : 소스 저항이 커질수록 바이어스 선은 수평에 가깝게 되고 드레인 전류는 작아진다.
a. 그림 13-3의 회로를 구성하라. 와 의 측정값을 기록하라.
b. 그림13-2에 = -로 정의되는 자기 바이어스 선을 그리고 회로의 Q점을 찾는다. 동작점의 와 의 값을 아래에 기록하라. 그래프 상에 이 직선을 ‘자기 바이어스 선’이라고 표시하라.
(계산값) = 2.462mA
(계산값) = -1.7V
c. , , , 의 값을 계산하고 아래에 기록하라.
(계산값) = -1.7V
(계산값) = 12.538V
(계산값) = 2.9544V
(계산값) = 9.5836V
(계산값) = 0V
d. , , , , 의 값을 측정하고 아래의 식을 이용해 위의 결과와 비교한다.
(측정값) = -1.793V
(측정값) = 12.72V
(측정값) = 2.282V
(측정값) = 10.44V
(측정값) = 0.05V
% (계산값) = 5.47%
% (계산값) = 1.45%
% (계산값) = 2.91%
% (계산값) = 22.78%
% (계산값) = 0%
3)전압 분배기 바이어스 회로
전압 분배기 바이어스 회로에서는 가 전압 분배기 바이어스 전압과 소스 저항의 전압 강하에 의해 결정된다. 즉, 그림 13-4의 회로에서
그리고
a. 그림 13-4의 회로를 구성하고, 측정한 저항값들을 기록하라.
b. 순서 1에서 결정한 와 의 값을 이용하여 그림 13-2에 전압 분배기 바이어스 선을
그리고 회로의 Q점을 찾아라. 그래프 상에 이 직선을 ‘전압 분배기 선’ 이라고 표시하라.
이 바이어스 선을 그리기 위해서는 다음과 같이 두 점을 결정하고 직선으로 연결하라.
에서
= 0mA인 경우
그리고 인 경우
c. 위에서 결정한 두 점을 연결하는 직선을 그리고 전달 특성곡선과 교차할 때까지 연장하라. 교점의 좌표가 동작점에서 와 의 값을 결정한다. 아래에 그 값을 기록하라.
(계산값) = 3.9mA
(계산값) = -1.25V
d. , , 의 이론값을 계산하고 아래에 기록하라.
(계산값) = 11.1V
(계산값) = 4.68V
(계산값) = 6.42V
e. 전압 , , , 를 측정하고 아래에 기록하라.
(측정값) = -1.467V
(측정값) = 10.62V
(측정값) = 4.8V
(측정값) = 5.83V
f. 식 (13.1)을 이용해 측정값과 계산값의 퍼센트 차이를 계산하라.
% (계산값) = 17.36%
% (계산값) = 4.32%
% (계산값) = 2.56%
% (계산값) = 9.1%
g. 순서 3(e)에서 측정한 전압으로부터 를 계산하고 순서 3(c)에서 결정한 값과 비교하라. 는 와 의 측정값과 다음 식을 이용해 찾을 수 있다.
이 값을 아래에 기록하고 퍼센트 차이를 계산하라.
(측정값) = 4.38mA
% (계산값) = 12.307%
4. 실험 결론
<고정바이어스 회로>
- 가 0V이므로 측정한 값과 값으로 를 계산할 수 있다.
- 의 값이 매우 작으므로 의 값이 핀치오프 전압인 이다.
- 고정 바이어스 라인은 값으로 일정한 값이기 때문에 수직으로 곧게 뻗은 선이 나타난다.
- 고정 바이어스 라인과 전달 특성곡선의 교점은 동작점으로 X값은 , Y값은 값이다.
- 그래프를 통해 결정한 과 쇼콜리 방정식으로 결정한 는 차이가 있으나 무시할 만큼 작다. <자기바이어스 회로>
- 자기 바이어스 선은 =-로 정의될 수 있다.
- 이 방정식은 쇼콜리 방정식에 대입해도 상등하고, 원점을 지나는 하나의 직선으로 나타나게 된다.
- 자기 바이어스 라인과 전달 특성곡선의 교점은 동작점으로 X값은 , Y값은 값이다.
- 이론값으로 계산한 ,,,의 값은 실제로 측정한 값과 차이가 있으며 이는 실제 소자의 특성과 회로 구성 방식 저항의 오차로 인해서 발생한 것이다.
- 소스 저항이 커질수록 바이어스 선은 수평에 가깝게 되고 드레인 전류는 작아지게 된다.
<전압분배 바이어스 회로>
- 가 전압 분배기 바이어스 전압과 소스 저항의 전압 강하에 의해 결정된다.
- 블리드 저항과 R1을 합칠 때는 테브난의 정리를 이용한다.
- 게이트에 걸리는 전압은 로 결정할 수 있다.
- 와 가 주어졌을 때 가 0V일 때의 의 값은 이고, 의 값이 0A일 때의 값은 이므로 와 의 값을 결정할 수 있다.
- 다른 회로에서 설명했듯이, 이론값으로 계산한 ,,,의 값은 실제로 측정한 값과 차이가 있으며 이는 실제 소자의 특성과 회로 구성 방식 저항의 오차로 인해서 발생한 것이다.
5. 토의 및 고찰
- 그래프를 통한 해석과 계산을 통한 값은 차이가 있을 수 있고 오차가 발생할 확률이 크므로 그래프는 정확하게 그려야 하고 계산은 오차를 줄이기 위해 더 많은 소수점자리까지 챙겨야 한다.
- JFET 소자에서 Case단자는 사용되지 않았다.
- 이론에서 배운 Short Hand Method를 이용해 그린 전달특성곡선이 실제 측정값을 통해 얻은 출력곡선에서 유도한 전달특성곡선과 매우 유사하여, 간략화 방법도 회로해석을 할 때 사용할 수 있는 것을 알게 되었다.
- 가변저항을 설정할 때 전원과 연결된 상태에서 함부로 회로를 수정하면 가변저항이 최소화 되어있을 때 강한 전류가 흐르게 되어 과부화가 될 수 있는 것을 알게 되었다.
-에 역방향 바이어스를 인가하여야 제대로 측정이 된다.

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결과레포트,   기초전자공학실험,   전자회로 실험