서강대 고급전자회로 실험 - 실험1 소신호 증폭기 결과보고서

소개글

서강대 고급전자회로 실험 - 실험1 소신호 증폭기 결과보고서
pspice 설계 결과와 실제 실험 결과를 수록하여 비교하고 결과를 분석하였습니다.

목차

1. pspice 설계 결과
2. 실제 실험 결과
3. 두 결과의 비교 및 결과 분석

본문내용

b) 실험 1.1 분석
실험 1.1에서는 npn BJT가 공통 에미터 증폭기로 동작하기 위한 DC 바이어스 전압 조건을 확인하고 전압 이득을 포함한 소신호 파라미터를 구해보고자 하였다.
우선, 이 회로가 공통 에미터 증폭기로 동작하기 위해서는 BJT가 active 영역에 있어야 한다. 이때, 베이스 에미터 전압 VBE와 콜렉터 에미터 전압 VCE가 이론상 약 0.6V와 0.3V가 되어야 한다. 측정한 베이스 에미터 전압 VBE=VB-VE는 0.585V으로 active 영역에 있음을 확인할 수 있었다.
다음으로, 소신호 파라미터 값은 다음과 같이 구하였다. 트랜스컨덕턴스는 로 구하였고 전압이득 는, output impedance인 =22k를 고려하여 임을 통하여 구하였다.
최대 오차율 2.80%로 실험에 사용한 소자에 기본적으로 오차가 있고 멀티미터도 내부 저항이 있으므로 측정과정에서도 약간의 오차가 발생했을 것이다. 하지만 전체적으로 오차율이 굉장히 작게 나왔으므로 실험이 잘 된 것을 알 수 있다.

<중 략>

만약, 소신호 입력이 트랜지스터의 베이스에 인가될 때 가 존재하지 않으면 베이스 입력의 소신호 전류에 의해 콜렉터 전류가 증가하거나 감소할 때, 베이스에서의 신호전압과 동일한 위상을 가진 소신호 전압의 일부분이 의 양단에 걸리게 되어, 베이스-에미터 단자 양단에 걸리는 전압이 상대적으로 가 없는 경우보다 작게 된다. 결과적으로, 트랜지스터가 더 낮은 입력 소신호 전압을 등가적으로 보게됨에 따라 콜렉터의 출력신호가 낮게 되어 증폭기의 소신호 이득이 상대적으로 낮아지게 된다. 의 임피던스가 증폭기가 동작하는 소신호 주파수 영역에서 의 저항보다 훨씬 작게 되면 는 소신호 전류에 대해서는 낮은 임피던스 경로가 되어 는 바이패스되어 교류신호 성분의 감쇄가 무시할 정도로 작아지게 된다. 결과적으로 소신호 이득이 증가한다. 이러한 이유로 이번 실험에서도 가 있을 경우에는 전압이득이 118.69V/V로 크지만 없을 경우 4.290V/V로 급격하게 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.

참고 자료

SEDRA/SMITH Microelectronics circuits international sixth edition, Oxford university press