기초실험예비-Diode 응용회로

목차

1. 실험일자

2. 실험제목

3. 실험목적

4. 실험준비물

5. 실험절차

6. 기본지식 및 관련이론

본문내용

Vo의 파형
2. 아래의 회로에 대하여 실험절차 1을 반복한다.
▲ Vi의 파형 ▲ Vo의 파형
▲ Vi의 파형 ▲ Vo의 파형
▲ Vi의 파형 ▲ Vo의 파형
3. 스위칭용 Si 다이오드(1N5404)와 R=120㏀ 저항, C=0.1㎌ 커패시터를 사용하여 아래의 그림과 같은 회로를 구성한 후, 오실로스코프를 사용하여 Vi와 Vo의 파형을 관측하고 모눈종이에 도시한다. 이때, 입력신호 Vi는 50㎐, 4Vp-p 정현파를 사용한다.
▲ Vi의 파형 ▲ Vo의 파형
4. 정현파로 하여 실험절차 3을 반복한다.
▲ Vi의 파형 ▲ Vo의 파형
5. 입력신호 Vi를 구형파로 바꾸어 실험절차 3과 4를 반복한다.
※ 입력신호 Vi가 50㎐, 4Vp-p 구형파일 때
▲ Vi의 파형 ▲ Vo의 파형
※ 입력신호 Vi가 5㎑, 4Vp-p 구형파일 때
▲ Vi의 파형 ▲ Vo의 파형
6. 아래의 그림과 같은 회로에 대하여 실험절차 3, 4, 5를 반복한다.
※ 입력신호 Vi가 50㎐, 4Vp-p 정현파일 때
▲ Vi의 파형 ▲ Vo의 파형
※ 입력신호 Vi가 5㎑, 4Vp-p 정현파일 때
▲ Vi의 파형 ▲ Vo의 파형
※ 입력신호 Vi가 50㎐, 4Vp-p 구형파일 때
▲ Vi의 파형 ▲ Vo의 파형
※ 입력신호 Vi가 5㎑, 4Vp-p 구형파일 때
▲ Vi의 파형 ▲ Vo의 파형
7. 스위칭용 Si 다이오드(1N5404)와 R=120㏀ 저항, C=0.1㎌ 커패시터를 사용하여 아래와 같은 회로를 구성한다. 입력신호 Vi는 1㎑, 4Vp-p 정현파를 사용한다. 가변 dc 전원 Vaa를 +2V로 하고, 오실로스코프를 사용하여 Vi와 Vo의 파형을 관측하고 모눈종이에 도시한다.
▲ Vi의 파형 ▲ Vo의 파형
8. 가변 dc 전원 Vaa를 0V에서 +4V까지 서서히 변화 시키면서 출력파형의 변화를 관찰하여 기록한다.
9. 아래의 그림과 같은 회로에 대하여 실험절차 7과 8을 반복한다.
▲ Vi의 파형 ▲ Vo의 파형
▲ Vaa를 0V에서 +4V까지 서서히 변화 시킬때의 출력파형의 변화
B. 정류회로
10. 정류용 Si 다이오드(1N5404)와 R=1㏀ 저항을 사용하여 아래의 그림과 같은 회로를 구성한다.
11. 위의 회로에서 Vi의 p-p 값이 6V인지 확인한 후, 오실로스코프 상에 나타난 Vi, Vo를 모눈종이에 도시한다. 또 부하저항 R 양단간의 dc 전압을 측정한다.
▲ Vi의 파형 ▲ Vo의 파형
▲ 부하저항 R 양단간의 dc 전압
12. 아래의 그림과 같은 회로를 구성한 후, 이 회로에 대하여 실험절차 11을 반복한다.
▲ Vi의 파형 ▲ Vo의 파형
▲ 부하저항 R 양단간의 dc 전압
13. 위의 회로에서 100㎌ 커패시터 C를 추가하여 아래의 그림과 같은 회로를 구성하고, 이 회로에 대하여 실험절차 11을 반복한다.
▲ Vi의 파형 ▲ Vo의 파형
▲ 부하저항 R 양단간의 dc 전압
14. 위의 회로에서 R을 2.7㏀으로 바꾸고 실험절차 13을 반복한다.
▲ Vi의 파형 ▲ Vo의 파형
▲ 부하저항 R 양단간의 dc 전압
6. 기본지식 및 관련이론
▲ 반파정류기
교류를 직류를 변환하는 가장 간단한 회로는 위의 그림과 같은 반파정류기이다. 교류전원 콘센트의 선전압을 변압기의 1차권선에 인가한다. 권선비 때문에 2차권선의 피크전압은 다음과 같다.
1차전압이 정현파의 양의 정현파의 양의 반사이클일 때 2차권선은 정현파의 양의 반파가 되어 다이오드는 순방향으로 바이어스 된다. 그러나 1차전압이 음의 반사이클이면 2차권선은 정현파의 음의 반파가 되어 다이오드는 역방향으로 바이어스 된다.
아래 그림은 부하전압을 나타낸 것이다. 음의 반사이클이 잘려 나간 이러한 종류의 파형을 반파신호라 한다.
▲ 브리지 정류기(전파정류기)
아래와 같은 회로를 브리지 정류기라 한다.
선전압의 양의 반사이클 동안 다이오드 D2와 D3가 도전하여 부하저항 양단에 양의 반사이클 신호가 나타나고, 음의 반사이클 동안 다이오드 D1과 D4가 도전하여 부하저항 양단에 또 다른 양의 반사이클 신호가 나타난다. 그 결과 부하저항 양단에는 전파신호가 나타난다. 이 신호의 파형은 아래 그림과 같다.
▲ 클리퍼
클리퍼는 파형의 기준레벨보다 상단 또는 하단을 클립하여 축출하는 회로이다.
동작에 대한 설명은 다음과 같다.
양의 반주기 동안에 각 다이오드의 캐소드는 애노드에 비해 양이므로 각 다이오드는 역방향을 바이어스 된다. 따라서 회로에는 전류가 흐르지 않으므로 R 양단의 출력전압은 0가 된다. 음의 반주기 동안에는 다이오드는 순방향으로 바이어스되어 단락스위치처럼 동작하므로 저항에 전류가 흐르게 된다. 따라서 저항 양단의 출력전압은 음의 반주기 동안에만 나타나게 된다. 그러나 실제로 다이오드에 미소의 역방향 전류가 흐르고 적은 순방향 저항이 있으므로 다이오드는 이상적인 스위치는 못된다. 즉, 다이오드의 순방향 저항 때문에 입력전압의 일부는 각 다이오드의 순방향 저항 양단의 전압강하로 나타나므로 저항 양단의 출력전압은 입력전압의 음의 반주기보다 적은 값이 된다. 이러한 회로를 양의 직렬 클리퍼라고 한다.
▲ 클램퍼
클램퍼는 입력파형의 형태는 변화시키지 않고, 입력파형에 직류전위를 더해주는 회로이다.
DC 클램퍼의 동작은 다음과 같다.
피크-피크 간이 10V인 입력 정현파의 음의 주기동안은 다이오드의 캐소드는 애노드에 비해 음으로 구동되므로 다이오드는 전도상태로 되고 커패시터는 충전된다. 이때 커패시터는 음의 주기의 피크치인 5V 까지 충전된다. 양의 주기동안은 다이오드의 캐소드가 애노드에 비해 양이 되므로 다이오드는 차단상태로 된다. 이때 커패시터는 저항을 통해 방전한다. 그러나 시정수가 정현파의 주기보다 크면 커패시터는 방전을 하지 못하므로 커패시터의 양단 전압은 5V로 유지된다. 그 결과 다음 파형의 음의 주기 때에는 커패시터의 양의 전압과 음의 입력전압은 서로 상쇄되고, 다이오드는 전도상태로 되지 못한다
참고문헌
대학기초실험 : 최승헌 외 3명 공저 : 복두출판사
일렉트로닉스 : MALVINO : 대영사
신회로이론 : 박송배 저 : 문운당
일반전자공학실험 : 김태중 저 : 상학당

키워드

다이오드,   다이오드회로,   전자공학