베이스 접지 증폭기 및 이미터 폴로워 회로_예비(전자회로실험)

소개글

베이스 접지 증폭기 및 이미터 폴로워 회로_예비(전자회로실험)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

전자회로실험 예비보고서
8장. 베이스 접지 증폭기 및
이미터 폴로워 회로

1. 실험 목적
2. 이론
3. 사용 장비 및 부품
4. 실험 방법
5. 예비 보고 사항

본문내용

리 효과를 무시할 때 베이스 접지 회로의 전압 이득, 입력 저항, 출력 저항은 다음과 같다.
앞서 배운 이미터 접지 기본 회로에 비해 전압 이득은 크기가 작지만 입력 저항이 작고 출력 저항은 같다. 베이스 접지 증폭기는 입력 저항이 작고, 출력 저항이 크기 때문에 전류 버퍼 증폭기로 사용된다.
그림 8-2는 베이스 접지 회로에 신호원과 부하를 연결한 회로이다. 얼리 효과를 무시할 때 베이스 접지 증폭기의 전압 이득, 입력 저항, 출력 저항은 다음과 같다.
2.2 이미터 폴로워 증폭기
이미터 폴로워는 컬렉터 접지 증폭기에 해당하며, 베이스 접지 증폭기와 상반된 특성을 갖는다. 전압 이득이 거의 1이므로 이미터 폴로워(공통 컬렉터) 혹은 전압 버퍼 증폭기라고 불린다. 이 증폭기는 입력 저항이 크고 출력 저항이 작기 때문에 다단 증폭기의 마지막 단(출력단)에 들어간다. 비록 전압 이득이 1이지만 전류 이득이 커서 작은 부하 저항을 구동하기에 적합하기 때문이다.
그림 8-3은 이미터 폴로워(공통 컬렉터) 증폭기의 기본 회로이다.
얼리 효과를 무시할 때 이미터 폴로워 기본 회로의 전압 이득, 입력 저항, 출력 저항은 다음과 같다.
이미터 폴로워 회로는 입력 저항이 크고, 출력 저항은 작기 때문에 전압 버퍼 증폭기로 사용된다. 그림 8-4는 이미터 폴로워 회로에 신호원과 부하를 연결한 회로이다. 얼리 효과를 무시할 때 이미터 폴로워 회로의 전압 이득, 입력 저항, 출력 저항은 다음과 같다.
3. 사용 장비 및 부품
직류 전원 공급 장치
함수 발생기
오실로스코프
디지털 멀티 미터
저항 4.7kΩ (4개), 5.6kΩ (2개), 6.8kΩ, 22kΩ, 27kΩ
커패시터 : 100μF (전해, 2개)
바이폴라 트랜지스터 : 2SC1815 (1개)
4. 실험 방법
4.1 베이스 접지 증폭기
1) 실험 회로 8-1의 회로를 구성하라.
2) 동작점을 측정하기 위하여 입력 신호를 제거하고 디지털 멀티 미터로 와 를 측정하여 , , , , , 를 계산하라.
3) 입력에 피크값이 1V, 주파수가 1kHz인 정현파를 인가할 때 입력과 출력 파형을 관찰하고 전압 이득을 구하라.
4) PSPICE로 시뮬레이션하여 전압 이득을 구한 후 실험값과 비교하라.
5) 입력 저항 과 출력 저항 을 구하라.
4.2 이미터 폴로워
1) 실험 회로 8-2의 회로를 구성하라.
2) 동작점을 측정하기 위하여 입력 신호를 제거하고 디지털 멀티 미터로 와 를 측정하여 , , , , , 를 계산하라.
3) 입력에 피크값이 1V, 주파수가 1kHz인 정현파를 인가할 때 입력과 출력 파형을 관찰하고 전압 이득을 구하라.
4) PSPICE로 시뮬레이션하여 전압 이득을 구한 후 실험값과 비교하라.
5) 입력 저항 과 출력 저항 을 구하라.
5. 예비 보고 사항
1) 실험 회로 8-1과 같은 베이스 접지 증폭기에서 =150으로 가정할 때 동작점을 구하고 입력 저항 , 출력 저항 , 전압 이득 을 구하라.
동작점을 측정하기 위해 을 제거하고 =0.7V라고 생각하고 계산하면 =-0.7V이고 =0.914mA가 나오고 =0.907mA이다. 를 이용하여 를 구하면 =0.7371V가 나온다. 따라서 입력 신호를 제거하고 컬렉터, 베이스, 에미터의 전압을 측정하면 =0.7371, =0, =-0.7V가 된다.
베이스 접지 증폭기에서 입력 저항 이고 이므로 =0.035이므로 =28.6Ω이고 실험에서 =4.7kΩ이므로 입력 저항을 계산하면 =28.4Ω이다. 출력 저항은 이므로 =4.7kΩ이다.
전압 이득은 이므로 계산하면 압이득 =0.83이 나온다.
2) PSPICE 시뮬레이션으로 1)의 과정을 반복하고 1)에서 구한 이론값과 비교하라.
예비 보고 사항 1)에서 계산한 동작점에서의=0.7371, =0, =-0.7V와 PSPICE 시뮬레이션을 비교해보면 약간의 오차가 있지만 거의 비슷함을 알 수 있다. 이론 상으로 계산한 전압 이득 =0.83와 PSPICE 시뮬레이션의 전압 이득 =0.411을 비교하면 이론 값이 시뮬레이션 값보다 2배가 컸다. 입력 저항을 측정하기 위해 의 양단의 전압을 측정하여 입력 전원과 맞닿은 곳의 전압을 , 반대편을 라 하고 전압 분배 법칙에 의해 을 통해 계산해보면 =33.8Ω이 나왔고 이론으로 계산한 =28.4Ω와 약간 차이가 있지만 비슷한 값을 얻었다. 출력 저항은 PSPICE에서 을 제거하고 측정하려 했지만 제거하면 오류가 떠서 측정할 수 없었다.
3) 실험 회로 8-2와 같은 이미터 폴로워 증폭기에서 =150으로 가정할 때 동작점을 구하고 입력 저항 , 출력 저항 , 전압 이득 을 구하라.
동작점을 측정하기 위해 을 제거하고 =0.7V라고 생각하고 계산하면 를 구하기 위해 전압분배법칙을 사용하면 =5.51V=이고 따라서 =4.81V이다. 를 이용하여 를 구하면 =858.9μA이다. 이를 이용하여 를 구하면 =853.2μA가 되고 따라서 입력 신호를 제거하였을 때 =10V, =5.51V, =4.81V이다.
입력 저항 이므로 계산하면 에서 =0.033이고 =454.5Ω 따라서 =11.75kΩ이다.
출력 저항 이므로 계산하면 =278.8Ω이다.
전압 이득 이므로 계산하면 =0.627이다.
4) PSPICE 시뮬레이션으로 3)의 과정을 반복하고 3)에서 구한 이론값과 비교하라.
예비 보고 사항 3)에서 계산한 동작점에서의 =10V, =5.51V, =4.81V와 PSPICE 시뮬레이션을 비교해보면 약간의 오차가 있지만 거의 비슷함을 알 수 있다. 이론 상으로 계산한 전압 이득 =0.627와 PSPICE 시뮬레이션의 전압 이득 =0.626을 비교하면 거의 비슷함을 알 수 있다. 입력 저항을 측정하기 위해 의 양단의 전압을 측정하여 입력 전원과 맞닿은 곳의 전압을 , 반대편을 라 하고 전압 분배 법칙에 의해 을 통해 계산해보면 =11.728kΩ이 나왔고 이론으로 계산한 =11.75kΩ와 약간 차이가 있지만 비슷한 값을 얻었다. 출력 저항은 PSPICE에서 을 제거하고 측정하려 했지만 제거하면 오류가 떠서 측정할 수 없었다. 그래서 커패시터까지 제거한 후 전압을 측정하고 계산해봤더니 은 약 622.7Ω이 나왔다.

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