실험7예비보고서.이미터 공통 증폭기의 특성 레포트 실험7예비보고서.이미터 공통 증폭기의 특성실험7예비보고서.이미터 공통 증폭기의 특성 실험7.이미터 공통 증폭기의 특성(예비보고서) 1.실험목적1)이미터 공통 증폭기의 전압 이득을 측정한다2)증폭기 dlelmr에 대한 이미터 바이패스 커패시터의 영향을 관측한다3)CE증폭기의 입력 및 출력 임피던스를 측정한다4)CE증폭기의 전력 이득을 측정한다2.기초이론교류 증폭기로서의 트랜지스터실험 6에서 관찰한 바와 같이 CE회로에 접속된 트랜지스터의 베이스 전류는 컬렉터 전류를 제어한다. 도한 컬렉터 베이스 간 전압의 상승에 대한 컬렉터 전류의 증가는 베이스 전류의 증가보다 훨씬 컸다. CE접속에서 트랜지스터의 전류이득 베타는 다음과 같이 정의된다.(7-1)베타가 얻어진 바이어스 조건은 다음과 같았다1)이미터 베이스 접합은 순방향 바이어스 되었다.2)컬렉터 베이스 접합은 역방향 바이어스 되었다.오디오 라이도 TV회로 증폭기는 여러 바이어스 조건이 사용된다.트랜지스터 증폭기는 직류 또는 교루 전류 및 전압을 증폭하는데 사용된다. 본 실험에서는 교류 전류와 전압 증폭기에 대해서 실험한다.그림 7-1은 이미터 접지 교루 증폭기로 사용된 NPN트랜지스터의 회로를 나타낸다 R1 과 R2 fh 구성되는 베이스 바이어스 분압기에 대한 전압원으로 작용한다 입력신로 Vin은 C2를 통해 컬렉터로부터 얻어진다. 이미 배운 트랜지스터 특성 실험으로부터 소량의 베이스 전류의 증가로 인한 컬렉터 전류의 변화는 비교적 큼을 알고 있다. 또한 소량의 베이스 전류의 감소는 컬렉터 전류의 비교적 큰 감소를 가져온다. 또한 베이스 회로와 컬렉터 회로에서는 전류는 동상이다. C1dp 의해 베이스 회로에 결합된 입력 신호 전류는 기준 베이스 전류에 중첩되어 베이스 전류를 증가 또는 감소시킨다 그림 7-2의 전류파형은 이와 같은 상태를 나타낸다 바이어스 전류 IB가 100마이크로 암페어 이고 ib는 정현파 교류 전류 라고 가정하자 한주기 동안 신호 전류는0과 50 마이크로 암페어 0 50마이크로 암페어의 순서로 변화한다 이 신호를 베이스에 결합시키면 정현파 베이스 전류와 동상이며 정현파 베이스 전류가 흐르게 된다 위에서 설명한 입력 신호의 한 주기에 의해서 베이스 전류를 각각 100마이크로 암페어, 150마이클 암페어 100마이크로 암페어 50마이크로 암페어 100마이크로 암페어로 변화할 것이다 만약 증폭기가 트랜지스터 특성의 선형 영역에서 동작한다면 베이스 회로 전류의 이러한 정현파적 변화는 베이스 전류와 동상이며 정현파적으로 변하는 컬렉터 전류를 발생시킨다 IB는 100마이크로 암페어 일 때 IC가 2미리 함페어라고 가정하자 그림 702에서 신호 전류 ib의 한 주기동안 컬렉터 전류는 각각 2,3,2,1,2 (단위 미리 암페어) 로 변화할 것이다 그러므로 이 회로에서 베이스 신호 전류의 100마이크로 암페어 변화는 베타=20에 대해 2미리 암페어의 컬렉터 전류 변화를 일으킨다 베이스 전류가 증가함에 따라 RL을 통해 흐르는 전류도 증가하며 따라서 RL양단의 전압 강하도 커진다 부하저항 RL에 걸리는 전압 강하의 증가는 VC를 감소시킨다(7-2)여기서 VRL은 부하 저항 양단의 전압 강하이며 다음 식으로 된다.(7-3)그림 7-2는 정현파 베이스 전압과 그에 따른 컬렉터 전압 VC간의 관계를 나타낸다 두 신호 사이에는 180도의 위상차가 있음을 주의해라 입력 신호 전류 ib의 결과로 증폭된 신호 전류 ic가 컬렉터 회로에 흐른다 실제의 출력 신호 전압은 컬렉터 접지 사이에서 측정되고 식 7-2와 7-3을 사용하여 계산된다바이어스 방법과 안정화일그러짐 없는 증폭을 얻기 위해서는 입력신호가 트랜지스터의 선형 영역에서 동작하도록 베이스가 바이어스 되어야 한다 그렇지 않으면 출력은 그림 7-3과 같아 포화 또는 차단 영역에 있게 된다. 그러므로 트랜지스터를 바이어스 시키는 방법이 주어진 입력신호 레벨에 대해 발생되는 출력을 결정한다이미터 바이패스 커패시터 그림 7-4에서 CE는 이미터 저항 RE와 병렬로 접속되어 있다. 만일 교류 신호가 트랜지스터의 베이스에 입력되고 CE가 존재하지 않는다고 가정한다면 RE는 교류 및 직류 신호의 감소를 가져온다 왜냐하면 컬렉터 전류가 베이스 교류 신호 전류와 같은 양상으로 증감하므로 베이스 신호 전압과 동상인 교류신호 전압이 RE 양단에 발생하기 때문이다 그러므로 실효 베이스 이미터 신호 전압은 베이스의 신호 전압보다 낮아질 것이다 따라서 트랜지스터 측에서 볼 때 입력 교류 전압이 감소한 것과 같으며 컬렉터에서 출력 신호도 감소할 것이다 이와 같이 사실상 증폭기의 교류 이득의 감소를 가져온다 RE 양단에 접속된 CE는 교류 신호에 대해 또다른 경로를 제공한다 만일 증폭기가 처리해야 될 교류 신호의 주파수에 대해 CE의 용량성 리액턴스 값이 RE의 저항값보다 훨씬 작다면 CE는 교류 신호에 대해 저임피던스 경로로 작용한다 그러므로 RE는 효과적으로 바이패스되어 RE에 기인하는 교류 신호의 감소량을 무시할 수 있게 되고 교류 신호 이득은 다시 회복된다 그러나 RE는 여전히 직류 바이어스를 안정화 시키는 역할을 한다. CE의 크기를 결정하기 위해서는 바이패스에 필요한 죄조 주파스 Fmin과 이미터 저항RE의 값을 알아야 한다 주어진 Fmin에서 다음 식이 만족되면 CE는 적절한 바이패스로 생각된다.(7-4)분압기 바이어스모든 베이스 바이어스 회로에 가장 널리 이용되는 방식은 그림 7-4에 나타낸 분압기 바이어스 방식이다 이 회로에서는 NPN트랜지스터를 사용했으므로 +의 공통 전압원 VCC가 사용되었다 R!과R2는 베이스에 대해 분압기를 구성한다 베이스에는 분압기 회로에 의해 +전압이 걸리므로 이미터 베이스 전류 이미터 컬렉터 전류가 흐르게 된다 이미터 저항 RE에 걸리는 전압의 극성이 그림 7-4에 표시되어 있다.베이스 바이어스 전류를 결정하는 바이어스 전압은 베이스와 이미터 간의 전위차이다 분압기 바이어스 회로에 대한 직류 바이어스
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