실험6결과보고서. BJT 증폭기의 DC 바이어스 다운 - 무료레포트

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실험6결과보고서. BJT 증폭기의 DC 바이어스 다운

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실험6결과보고서. BJT 증폭기의 DC 바이어스

실험6결과보고서. BJT 증폭기의 DC 바이어스

실험회로 6. BJT 증폭기의 DC 바이어스

Ⅰ. 실험 목적

1. BJT 회로에서 바이어스 점 결정을 위한 DC 바이어스 회로에 대해 공부한다.

2. 하나의 저항을 이용한 간단한 바이어스 회로와 두 개의 저항으로 구성되는 전압분배 회로의 바이어스 회로의 장단점을 실험 측정을 통해 확인한다.

3. 자기 바이어스 회로에서 BJT 특성에 무관한 동작을 위한 회로 구성을 실험을 통해 알아본다.

Ⅱ. 실험 결과 및 분석

※ 1개의 저항을 이용하는 간단한 BJT 바이어스 회로

pspice를 이용하여 시뮬레이션해서 나온 값 β = = 153.09

항 목

과정 2 - 4

11.328V

11.333V

5.2V

5.284V

11.328㎂

11.333㎂

1.926㎃

1.957㎃

170.01

172.68

1개의 저항을 이용하는 간단한 BJT 바이어스 회로는 가장 간단한 바이어스...실험회로 6. BJT 증폭기의 DC 바이어스

Ⅰ. 실험 목적

1. BJT 회로에서 바이어스 점 결정을 위한 DC 바이어스 회로에 대해 공부한다.

2. 하나의 저항을 이용한 간단한 바이어스 회로와 두 개의 저항으로 구성되는 전압분배 회로의 바이어스 회로의 장단점을 실험 측정을 통해 확인한다.

3. 자기 바이어스 회로에서 BJT 특성에 무관한 동작을 위한 회로 구성을 실험을 통해 알아본다.

Ⅱ. 실험 결과 및 분석

※ 1개의 저항을 이용하는 간단한 BJT 바이어스 회로

pspice를 이용하여 시뮬레이션해서 나온 값 β = = 153.09

항 목

과정 2 - 4

11.328V

11.333V

5.2V

5.284V

11.328㎂

11.333㎂

1.926㎃

1.957㎃

170.01

172.68

1개의 저항을 이용하는 간단한 BJT 바이어스 회로는 가장 간단한 바이어스 회로로써 에 대한 민감도가 매우 큰 회로이다.

피스파이스 시뮬레이션과 실험값을 비교하였을 때 오차는 있었지만 비슷한 값을 가지고 있었다.

※ 전압 분배 회로를 이용한 바이어스 회로

pspice를 이용하여 시뮬레이션해서 나온 값 β = = 18.55

항 목

과정 5-8

0.720V

0.716V

0.085V

0.087V

4.683㎃

4.680㎃

4.448mA

4.443mA

0.235mA

0.237mA

18.93

18.75

={12(6.8)/(33+6.8)}V = 2.05V

={336.8/(33+6.8)}kΩ = 5.64kΩ

전압분배 바이어스 회로는 의 에 대한 의존성을 억제하기 위해 만들어졌다. 이렇게 만든 회로에서 이론적으로 를 구해보면 다음과 같다.

위식에서 나타나지는 않았지만 에 대한 민감도를 줄이기 위해서는 이어야 한다.

피스파이스 시뮬레이션과 실험값을 비교하였을 때 오차는 있었지만 비슷한 값을 가지고 있었다.

※ 자기 바이어스 회로

pspice를 이용하여 시뮬레이션해서 나온 값 β= = 153.09

항 목

과정 2 - 4

0.691V

0.685V

5.801V

5.625V

15.3㎂

15.8㎂

2.281mA

2.083mA

149.085

131.86

자기 바이어스 회로는 베이스 전류와 전압이 컬렉터에 의해 제공되는 회로이다. 이 회로는항상 이므로 항상 ACTIVE MODE이다. 에 대한 민감도는 일 때 줄어든다.

pspice 시뮬레이션과 실험값을 비교하였을 때 오차는 있었지만 비슷한 값을 가지고 있었다.

BJT (2N3904)의 특성곡선을 알아보기 위해 PSPICE로 위와같은 회로를 구성하였다.

V1을 0~12V, I2를 7~17uA 로 변화시키며 그래프를 그려보니 위와 같은 특성곡선이 나왔다. 위 특성곡선에 첫 번째, 두 번째, 세 번째 실험의 결과를 각각 ,☆,△로 찍어서 바이어스 점의 위치를 표시하였다. 원래는 세 점간의 차이가 거의 나지 않지만 가독성을 위하여 세 점간의 거리를 두었다. 이 점들은 모두 ACTIVE MODE에서 바이어스 된 것을 확인할 수 있었다. 같은 모델의 트랜지스터는 원래 같은 회로에서 같은 결과를 나타내어야 하지만 제조공성상의 불 완벽성에 의해 조금씩 차이가 났다.

[ 질문 ]

1) 실험한 3가지의 BJT 바이어스 회로에서 값의 변화에 따라 BJT 회로의 바이어스 점은 어떻게 변화하는가

위 세 가지 실험에서 보았을 때 가 증가할수록 가 증가하는 것을 확인 할 수 있었다.

2) 실험한 3가지의 BJT 바이어스 회로의 트랜지스터 에 대한 변화가 가장 좋은 회로는 어 떤 회로인가 아래 수식의 에 대한 컬렉터 전류 의 민감도의 함수 를 이용하여 확인하라.

우리는 두 가지 트랜지스터에 대해서만 값을 구하였기 때문에, Q1,Q2의 값의 차이에 따른 민감도를 구하여 비교해 보았다.

1)1개의 저항을 이용하는 간단한 BJT 바이어스 회로

(mA)

Q1-Q2

0.031

2.67

1.16105E-05

2)전압 분배 회로를 이용한 바이어스 회로

(mA)

Q1-Q2

0.005

0.18

2.778E-05

3)자기 바이어스 회로

(mA)

Q1-Q2

0.198

17.225

1.15E-05

1개의 저항을 이용하는 간단한 BJT 바이어스 회로(첫번째 실험) 이다.

첫 번째 실험에서는 이론적으로 다음 식을 알 수 있다. 이다. 따라서 에 대한 민감도가 크다.

두 번째 실험인 전압 분배 회로를 이용한 바이어스 회로에서는 가 작다. 이론적으로 이면 에 대한 민감도가 작아진다. 따라서 여야 에 대한 민감도가 작아진다. 이 실험에서는 이 33, 가 6.8이므로 에 대한 민감도가 비교적 크게 나왔다.

세 번째 실험인 자기 바이어스 회로에서도 가 꽤 크게나온다.

위 식을 보면 자기 바이어스 회로에서는 값과 이 중요한데, 값이 2.7k 360k으로 = 2.35k로, 값이 에 비해 그다지 작지 않아서 가 트랜지스터 의 변화에 둔감한 동작을 보여주지 못한다.

3) 자기 바이어스 회로에서 트랜지스터 의 변화에 대해 둔감한 안정된 바이어스 동작을 위해 각 저항값들은 어떤 값을 가져야 하나

이론적인 식을 살펴보면 이다. 즉 값이 에 비해 매우 크면 는 에 대해 둔감한 안정된 바이어스 동작을 하게 된다.

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