BJT 차동증폭기 측정 실험 보고서

목차

1. Introduction
2. Problem Statement
3. Implementation
4. Result
5. Conclusion & Evaluation

본문내용

의 변화가 생기는 이유를 설명해 보시오.
-> (b)의 경우는 Re값이 변함에 따라 BJT의 에미터단의 저항이 바뀌게 되고, 그에 따라 에미터단에 흐르는 전류가 많아지고, 콜렉터단에 흐르는 전류도 커져서 전압이득이 커졌다.
(c)의 경우는 Re가 0이되면서 BJT의 에미터단의 저항이 re로 되어서 전류가 더욱 커지면서 전압이득이 커졌다.
E1.3 입력 저항
a) Re를 0Ω으로 하여, 노드 I의 전압을 기준으로 하여, 노드 X, A, B, E, F의 피크에서 피크 전압을 오실로스코프로 측정하여라.
b) 노드 B를 접지시키고 같은 과정을 반복하여라.
c) 노드 B를 접지시키고 Re는 100Ω으로 하여 같은 과정을 반복하여라.
도표 작성 :
Re
node B
VB
υx
υa
υb
υe
υf
입력저항 at node X
0
10k
152mV
29.2mV
120mV
156mV
2.40V
2.28V
3.22kΩ
Ground
6mV
24.8mV
14.4mV
16mV
1.9V
1.76V
10.61kΩ
100
10k
160mV
23.6mV
120mV
168mV
1.56V
1.44V
2.44kΩ
Ground
8mV
24.8mV
25.2mV
6mV
400mV
400mV
620kΩ
-> 입력저항은 (X노드의 전압 / X노드에 흐르는 전류) 로 구함.
-> Re = 0, node B = 10k 일 때 υx와 υa
-> Re = 0, node B = 10k 일 때 υe와 υf
-> Re = 0, node B = 10k 일 때 υb 와 VB
-> Re = 0, node B = ground 일 때 υx와 υa
-> Re = 0, node B = ground 일 때 υe와 υf
-> Re = 0, node B = ground 일 때 υb 와 VB
-> Re = 100Ω, node B = 10k 일 때 υx와 υa
-> Re = 100Ω, node B = 10k 일 때 υe와 υf
-> Re = 100Ω, node B = 10k 일 때 υb 와 VB
-> Re = 100Ω, node B = ground 일 때 υx와 υa
-> Re = 100Ω, node B = ground 일 때 υe와 υf
-> Re = 100Ω, node B = ground 일 때 υb 와 VB
E1.4 증폭기 부하
a) 오실로스코프의 한 채널을 노드 I에 연결하여 기준으로 하고, 노드 A, E, F의 피크에서 피크 간 전압을 측정하여라.
vi
va
ve
vf
ve/va
vf/va
1.06V
16mV
664mV
760mV
41.5V/V
47.5V/V
-> vi 와 va
-> ve 와 vf
b) 이제, 10㏀의 저항에 10㎌ 커패시터를 직렬로 결합하여 노드 E와 접지, 노드 F와 접지 사이에 각각 연결하라. 캐패시터의 + 단자가 컬렉터에 연결되도록 결선하시오. 노드 A, E, F의 전압을 측정하고, 전압이득을 계산하시오.
vi
va
ve
vf
ve/va
vf/va
1.06V
16mV
360mV
520mV
22.5V/V
32.5V/V
-> vi 와 va
-> ve 와 vf
c) 이제, 노드 E와 F사이에 두개의 10㏀의 저항을 직렬로 직접(커패시터를 사용하지 않고) 연결하여라. 그 연결을 노드 P라고 한다. 노드 A, E, F 그리고 P의 피크에서 피크 간 전압을 측정하고, 전압이득을 계산하시오. 이러한 차동 부하의 경우 중간점이 가상적인 교류 접지가 됨을 실험결과를 통해 설명해 보시오.
va
ve
vf
vp
ve/va
vf/va
vp/va
16mV
560mV
600mV
44mV
35V/V
37.5V/V
2.75V/V
-> ve 와 vf
-> 교류전압을 측정해본 결과 vp가 44mV로 거의 0V에 가깝게 나왔다. 양쪽의 BJT회로의 부정합으로 인한 컬렉터 전압의 차이만큼 vp가 나온 것을 볼 수 있다. 양쪽이 완벽히 같으면 0V로 접지가 된다.
분석 : 이득은 컬렉터 저항에 비례한다는 일반적인 이론이 그 결과와 맞는가?
-> (a)와 (c)를 비교해보면 (c)보다 (a)의 컬렉터저항이 더 크기 때문에 전압이 득이 더 크게 나왔다. 그러므로 일반적인 이론과 같이 결과가 나왔다.
E2.1 단일 종단 부하
측정 : a) 주파수 1kHz에 2Vpp의 사인파 신호를 공통 입력에 인가하여라. 노드 I, A 그리고 F의 피크에서 피크 간 신호를 측정하고, A에서 F와 B에서 F까지의 공통-모드 이득, 그리고 노드 A와 B에서의 공통-모드 입력 저항을 구하시오.
vi
va
vf
vb
vf/va
vf/vb
노드 A와 B에서의
공통모드 입력저항
2.08V
1.76V
1.02V
1.96V
0.58V/V
0.52V/V
581kΩ
-> 노드 A에 흐르는 전류는 3.2uA이고, 노드 A와B에서 공동전압은 1.86V이므로
공통모드 입력저항은 581kΩ이다.
-> vi 와 va
-> vf 와 vb
E3.1 직류 상태
a) A와 B를 접지시키고, Re=1㏀을 연결하시오. 노드 C에서 J까지 노드 전압을 측정하고, 전류의 크기를 검사하시오.
b) Re를 단락시키고 노드 E와 F의 전압을 측정하여라. (VEF는 출력 오프셋 전압이다.)
VC
VD
VE
VF
VG
VH
VJ
VEF
Re=1㏀
-0.59V
-0.59V
9.31V
9.33V
-7.37V
-7.37V
-6.76V
-0.02V
Re=short
-0.59V
-0.59V
8.31V
8.27V
-7.36V
-7.35V
-6.76V
0.04V
c) 노드 B를 접지로부터 제거하고 거기에 그림 6.5(b)의 노드 X를 연결하여라. 노드 E와 F사이의 전압이 0이 될 때까지 Rp를 조정하여라. 노드 Z의 전압을 측정하여라. (입력 오프셋 전압은 Vz의 약 1%이다.)
-> 224mV
5. Conclusion & Evaluation
->이번 실험은 BJT의 차동증폭쌍에 대해 실험을 하였는데, 전자회로시간에서 아직 배우지 않은 부분이어서 회로해석하는데 많은 어려움이 있었다. 그래도 책을 찾아보고, 실험결과를 분석해보니 차동증폭쌍에 대해 알 수 있었습니다. 실험을 하면서 오실로스코프로 측정하는 전압이 작은경우에 진동폭이 커져서 결과값이 정확하지 않은 경우가 있지만 그래도 전체적으로 잘 나온 것 같습니다.

키워드

BJT 차동증폭기의 특성 및 응용을 실험,   BJT 차동증폭기 ,   차동증폭기,   DC Parameters,   증폭기 부하,   단일 종단 부하