목차
1. 목적
2. 관련 이론
(1) 고주파 증폭기
(2) 차단 주파수
(3) 증폭 작용
(4) Miller Effect
3. 시뮬레이션
1) 회로도
2) 결과1 (C1 = 0.1uF)
2) 결과1 (C1 = 0.01uF)
2. 관련 이론
(1) 고주파 증폭기
(2) 차단 주파수
(3) 증폭 작용
(4) Miller Effect
3. 시뮬레이션
1) 회로도
2) 결과1 (C1 = 0.1uF)
2) 결과1 (C1 = 0.01uF)
본문내용
증폭기도 내부 임피던스가 50 인 전원과 50 부하에 정합되도록 설계 제작되고 있다. 한 개의 특정주파수에서 동작하도록 하는 증폭기의 설계는 수식으로 간단히 그 이득과 안정도 등을 알 수 있다.
(2) 차단 주파수
신호 레벨의 균일한 넓은 주파수 대역내에서 특정 주파수를 기준하여 주파수 대역을 나눌 때 기준이 되는 특정 주파수. 이때 기준이 되는 특정 주파수의 신호 레벨이 전대역의 평균 신호 레벨보다 -3dB(1/1.4배) 낮은 부분의 주파수를 의미한다.
(3) 증폭 작용
교류전압 vs가 직류전압 Vbe에 더해지는 경우를 생각해 보자. 그러면, 식
에 의해 선택되는 Ib의 값이 달라지게 된다. 예를 들어 vs의 진폭이 1 V이고 Rb = 10 kΩ이면, Ib는 동작점에서 진폭 0.1 mA로 흔들리게 된다. 부하선은 vs와 관계가 없으므로, 결국 그림 1에서처럼, 특성곡선과 부하선과의 교점이 부하선을 따라 움직이게 된다. 그 결과, 출력 전류 Ic와 출력전압 Vce도 교류 성분을 갖게 된다. 이 때 교류 성분만을 각각 ib, ic, vce라 하면, 그림 3에서는 ib,p-p = 0.2 mA ic,p-p = 15 mA, vce,p-p = 3.6 V 정도가 된다. 이 때 출력전류와 입력전류의 비인 전류 증폭계수를 계산하면
의 큰 값을 얻게 된다. 공통 에미터 접지의 경우에는 전압도 증폭하는 효과가 는데 그림3의 경우에는 전압증폭도 a = vce,p-p/vs,p-p = 3.6/2 = 1.8 가 된다.
그런데, 같은 트랜지스터를 사용하더라도 바이어스 전압이 달라져 동작점이 이동하면 증폭효과도 달라짐을 유의하여야 한다. 예를 들어, 그림 4에서 C 점에 동작점이 설정이 되었다고 하면, 베이스 전류가 0.5 mA에서 0.4 mA로 줄어들 때는 위의 경우와 마찬가지로 증폭이 되지만, 0.6 mA로 늘어날 때는 증폭이 덜 됨을 알 수 있다. 이 경우에는 출력 파형이 입력 파형을 닮지 않고 찌그러지게 된다.
그림 3. 트랜지스터의 증폭작용 그림 4. 증폭된 파형이 찌그러지는 경우
(4) Miller Effect
3. 시뮬레이션
1) 회로도
2) 결과1 (C1 = 0.1uF)
2) 결과1 (C1 = 0.01uF)
- 소자의 수치에 따라 결과그래프의 변화를 관찰하기 위해 C1의 값만 조정해 보았다. 그래프에서와 같이 C1 캐패시터의 값이 작아지면 상승 구간의 기울기가 완만해 지는 것을 관찰 할 수 있다.
4. 결과 및 토의
(2) 차단 주파수
신호 레벨의 균일한 넓은 주파수 대역내에서 특정 주파수를 기준하여 주파수 대역을 나눌 때 기준이 되는 특정 주파수. 이때 기준이 되는 특정 주파수의 신호 레벨이 전대역의 평균 신호 레벨보다 -3dB(1/1.4배) 낮은 부분의 주파수를 의미한다.
(3) 증폭 작용
교류전압 vs가 직류전압 Vbe에 더해지는 경우를 생각해 보자. 그러면, 식
에 의해 선택되는 Ib의 값이 달라지게 된다. 예를 들어 vs의 진폭이 1 V이고 Rb = 10 kΩ이면, Ib는 동작점에서 진폭 0.1 mA로 흔들리게 된다. 부하선은 vs와 관계가 없으므로, 결국 그림 1에서처럼, 특성곡선과 부하선과의 교점이 부하선을 따라 움직이게 된다. 그 결과, 출력 전류 Ic와 출력전압 Vce도 교류 성분을 갖게 된다. 이 때 교류 성분만을 각각 ib, ic, vce라 하면, 그림 3에서는 ib,p-p = 0.2 mA ic,p-p = 15 mA, vce,p-p = 3.6 V 정도가 된다. 이 때 출력전류와 입력전류의 비인 전류 증폭계수를 계산하면
의 큰 값을 얻게 된다. 공통 에미터 접지의 경우에는 전압도 증폭하는 효과가 는데 그림3의 경우에는 전압증폭도 a = vce,p-p/vs,p-p = 3.6/2 = 1.8 가 된다.
그런데, 같은 트랜지스터를 사용하더라도 바이어스 전압이 달라져 동작점이 이동하면 증폭효과도 달라짐을 유의하여야 한다. 예를 들어, 그림 4에서 C 점에 동작점이 설정이 되었다고 하면, 베이스 전류가 0.5 mA에서 0.4 mA로 줄어들 때는 위의 경우와 마찬가지로 증폭이 되지만, 0.6 mA로 늘어날 때는 증폭이 덜 됨을 알 수 있다. 이 경우에는 출력 파형이 입력 파형을 닮지 않고 찌그러지게 된다.
그림 3. 트랜지스터의 증폭작용 그림 4. 증폭된 파형이 찌그러지는 경우
(4) Miller Effect
3. 시뮬레이션
1) 회로도
2) 결과1 (C1 = 0.1uF)
2) 결과1 (C1 = 0.01uF)
- 소자의 수치에 따라 결과그래프의 변화를 관찰하기 위해 C1의 값만 조정해 보았다. 그래프에서와 같이 C1 캐패시터의 값이 작아지면 상승 구간의 기울기가 완만해 지는 것을 관찰 할 수 있다.
4. 결과 및 토의
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