[A+ 4.5 결과레포트] 기초전자공학실험 - JFET 바이어스 회로 설계

소개글

[A+ 4.5 결과레포트] 기초전자공학실험 - JFET 바이어스 회로 설계에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 장비
3. 이론 개요
4. 실험 순서
5. 연습문제
6. 실험 결론
7. 토의 및 고찰

본문내용

에서 보유한 표준저항값을 결정하고 아래에 기록하라.
= 910
그림 14-4에 의 표준저항값과 계산값을 기록하라. 식 (14.1)과 , , 을 이용하여 값을 계산하라. 계산값이 로 결정했던 값과 근접하는가?
3.169 V
c. 출력회로에 대해 다음 식이 성립한다.
측정한 저항값과 를 이용해 를 계산하고 지정된 와 의 값을 대입해 를 결정하라.
7.8094 V
7.8094 V
와 를 이용해 를 결정하라.
1.69 k
이 계산값에 가장 근접하면서 실험실에서 보유한 표준저항값을 결정하고 아래에 기록하라.
1.8 k
그림 14-4에 의 표준저항값과 측정값을 기록하라.
d. 이제 다음 수식과 조건을 이용해 과 를 결정하라.
,
의 표준저항값과 식 (14.4)를 이용해 값을 계산하라.
9.10 k
값에 가장 근접하면서 실험실에서 보유한 표준저항값을 결정하라.
9.1 k
그림 14-4에 의 표준저항값과 측정값을 기록하라.
지정된 값, 의 측정값에서 계산한 값, 그리고 의 표준저항값을 이용해 식 (14.3)으로부터 값을 계산하라.
48.331 k
값에 가장 근접하면서 실험실에서 보유한 표준저항값을 결정하라.
47 k
그림 14-4에 의 표준저항값과 측정값을 기록하라.
e. , , , 의 표준저항값과 지정된 값을 이용하여 그림 14-4의 회로를 구성하라. 전원을 연결하고 와 를 측정하라. 의 측정값을 이용해 를 계산하라. 와 값을 아래에 기록하라.
7.90 V
4.944 mA
지정된 와 의 설계값을 아래에 기록하라.
8 V
4 mA
f. 다음 식을 이용하여 , 지정값과 측정값 사이의 퍼센트 오차를 계산한다.
% 2.35 %
% 1.25 %
설계 결과에 만족하는가? 구체적으로 답하라.
만족한다.
g. 퍼센트 오차가 10% 이상일 경우 어떻게 설계를 개선하겠는가? 새로운 설계를 고려할 경우 그림 14-3의 전압 분배기 바이어스 선을 유의해야 한다.
저항을 추가한다.
h. 다시 옆에 있는 조의 2N4416 JFET를 빌려서 우리 조에서 설계한 저항값을 이용해 구성한 회로에 연결하라. 와 를 측정하고, 저항의 측정값을 이용해 를 계산하라. 결과를 아래에 기록하라.
8.50 V
3.722 mA
추가로, 빌린 JFET 트랜지스터의 와 값을 기록하라.
9.62 mA
-3.87 V
이 빌린 트랜지스터를 쓸 경우 와 의 값이 순서 3에서 지정된 설계값과 얼마나 차이가 나는가? 오차가 있을 경우, 빌린 트랜지스터의 와 값을 이용하여 오차가 생기는 이유를 설명하라.
트랜지스터가 바뀌면 , 가 Shockely 방정식의 의해 약간의 차이가 발생한다.
JFET를 교환했을 때 전압 분배기 바이어스 회로의 변화를 같은 상황의 자기 바이어스 회로와 비교하면 어떤 사실을 알 수 있는가? 회로의 JFET를 같은 종류로 교환했을 때 둘 중 한 회로가 덜 민감한 변화를 보이는가?
전압 분배기 바이어스 회로가 JFET 변화가 덜 민감하다.
5. 연습문제
1. 2N4416 JFET의 규격표에서 얻은 평균값인 , 를 사용하여 그림 14-2의 자기 바이어스 회로를 주어진 Q점에 대해 다시 설계하라.
(표준저항값)=
(표준저항값)=
,의 값이 순서 2에서 얻은 설계값의 20% 이내에 있는가? 그이유에 대한 의견을 적어라
2. 2N4416 JFET의 규격표에서 얻은 평균값인 , 를 사용하여 그림 14-4의 전압 분배기 바이어스 회로를 주어진 Q점에 대해 다시 설계하라.
(표준저항값)=
(표준저항값)=
(표준저항값)=
(표준저항값)=
, , , 의 값이 순서 3에서 얻은 설계값의 20% 이내에 있는가? 그 이유에 대한 의견을 적어라.
3. 설계자가 같은 종류 JFET 와의 편차에 대처할 수 있는 다른 방법에는 어떤 것들이 있는가?
정확한 저항값을 계산한다.
6. 실험 결론
1. 를 0로 설정하고 측정한 를 이용하여 값을 계산할 수 있다.
2. mV (그리고 )이 될 때까지 를 음전압으로 증가시키면, 의 값이 매우 작으므로 ( A), 이때의 값이 핀치 오프 전압 로 설정할 수 있다.
3. 조건에서 드레인 전류의 최대 스윙을 가능하게 하므로 이 점에서 전달 특성 곡선을 향해 수평선을 그리면 자기 바이어스선이라 할 수 있다.
4. JFET 전압분배 바이어스 회로해석은 BJT 바이어스 회로해석방법과 동일하여 출력회로에 키르히호프의 전압법칙과 옴의 법칙을 적용하여 저항 를 결정할 수 있다.
5. =를 결정하고 동작점 전압인 와 드레인 전압인 값을 대입하여 를 결정할 수 있다.
6. 각 저항과 가장 비슷한 표준 저항값을 설정하여 회로를 만들 수 있다.
7. 전압 분배 바이어스 회로에서 게이트 전압()은 핀치오프 전압()의 절대값과 같다.
8. 다른 조와 JFET을 바꿔 실험한 후 결과를 확인하면 같은 소자라도 특성이 다 다르기 때문에 다른 실험 결과 값이 얻어진다. (트랜지스터가 바뀌면 Shockley방정식에 의해 ,가 변화 : 와 또한 변화)
9. JFET 전압분배 바이어스 회로해석은 BJT 바이어스 회로해석방법과 동일하다.
10. 회로에 따라 부하선의 방정식이 전부 다르고 바이어스 라인이 달리 그려진다. 고정 바이어스는 값이고 자기바이어스는 에 의해 양의 값을 지나는 직선이다.
11. JFET 소자 사용 시 Datasheet를 참고하여 드레인, 소스, 게이트를 구분한 후 회로를 구성하여야 한다.
12. 전압에 민감한 JFET 특성 때문에 핀치오프전압 및 포화 전류의 값이 계산값과 측정값에서 오차가 발생한다.
7. 토의 및 고찰
1. IDQ와 VDSQ는 책에서 주어진 값을 사용한 뒤 저항을 결정하여 구성한 회로로 실험결과를 내놓았을 때, 차이가 있는 결과 값을 얻을 수 있다. 따라서 가장 근접한 저항을 이용하여야 한다.
2. 회로 설계시 오차를 줄이기 위해 저항을 연결하였을 때 조금 더 정확한 설계를 위하여 두 개의 저항을 병렬로 연결함으로 오차를 줄일 수 있다.
3. 의 값이 너무 작으면 의 저항값이 매우 작아지게 되므로 값을 핀치 오프 전압의 절대값이다.
4. 같은 종류의 JFET이라도 각각 와 가 달라 동작점이 다르게 형성되기 때문에 실험 중 JFET을 교체하였을 경우 동작점을 측정하면 설계값과 차이가 나타난다.

키워드

결과레포트,   기초전자공학실험,   전자회로 실험