전자공학응용실험 - 차동증폭기 기초실험 예비레포트

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목차

1. 실험 제목

2. 실험 목적

3. 실험 장비
1) 직류전원 공급 장치(DC Power Supply)
2) 멀티미터
3) 함수발생기
4) 오실로스코프
5) 저항
6) 커패시터
7) 2N7000(NMOS), FQP17P10(PMOS)

4. 관련 이론

5. 실험 방법

6. Pspice simulation
1) 정전류원 회로 및 M1, M2의 흐르는 전류
2) 차동 증폭기 회로 및 전압 이득

7. 예비 보고 사항
1) 증폭 회로를 구성하기 위해서 우선 MOSFET M1, M2 에 인가할 공통 모드 전압을 결정해야 한다. 증폭 회로에 사용하는 NMOS 는 이전 시험들과 동일한 소자를 사용한다.
2) 예비보고사항(1)의 과정과 같이 공통 모드 전압의 범위를 결정하면 정전류원 ISS가 제공하는 전류 값을 결정할 수 있다. 실험에서는 정전압원과 NMOS, 저항이 제공된다. 전류 거울을 사용하여 위의 과정에서 결정한 값의 전류를 공급하는 정전류원 회로를 설계 하시오. 이때 정전류원 회로의 입력 저항도 계산 하시오.
3) 배경 이론을 토대로 하여 10KHz, 0.1Vpp 의 정현파 입력 신호에 대하여 20V/V 이상의 전압 이득을 갖는 차동 증폭 회로를 설계 하시오. 위의 과정에서 설계한 정전류원 회로를 반드시 사용해야 한다.

본문내용

1. 실험 제목 : 실험 20. 차동 증폭기 기초 실험

2. 실험 목적 :
차동 증폭 회로는 출력이 단일한 단일 증폭 회로에 비하여 노이즈와 간섭에 의한 영향이 적고, 바이패스 및 커플링 커패시터를 사용하지 않고도 증폭 회로를 바이어싱 하거나 다단 증폭기의 각 단을 용이하게 커플링 할 수 있으므로, 집적회로의 제작 공정이 좀 더 용이하여 널리 사용되고 있다. 이 실험에서는 MOSFET을 사용한 차동 쌍의 동작을 위한 기본 조건을 살펴보고 기본적인 측정을 통하여 검증하고자 한다. 이를 토대로 부하 저항을 연결한 MOSFET 차동 증폭 회로를 구성하여 확인하고, 특성을 분석한다.

3. 실험 장비 :
1) 직류전원 공급 장치(DC Power Supply) :
직류전원 공급 장치(DC Power Supply)는 직류전원(DC Power)을 발생시켜 회로에 공급하는 가장 기본적인 실험 장비다.

2) 멀티미터:
멀티미터(Multimeter)는 전류, 전압, 저항 등의 전기적인 물리량을 측정하는 다기능의 계측기기다. 측정 대상의 이름을 따서 VOM(Volt-Ohm-Milli amperemeter)이라고도 하며, 아날로그(Analog)형과 디지털(Digital)형이 있다.

<중 략>

7. 예비 보고 사항 :
(1) 증폭 회로를 구성하기 위해서 우선 MOSFET M1, M2 에 인가할 공통 모드 전압을 결정해야 한다. 증폭 회로에 사용하는 NMOS 는 이전 시험들과 동일한 소자를 사용한다.
-> Vcm,max=Vth+VDD-IRD/2 , Vcm,min=-VSS+VCS+Vth+Vov
이므로 Vth= 3V, VDD= 10V, RD=1KΩ, VSS=0V, Vov=40-3=37V 이 된다.
I값과 Vcs값을 알수 없으므로 문자그대로 두고 구해보면
Vcm,max=3+10-0.5I=13-0.5I 이고 Vcm,min=0+Vcs+3-37=Vcs-34가 된다.

참고 자료

https://www.google.co.kr/search?q=GSP-2303&tbm=isch&ved=2ahUKEwiMgP6p-KvoAhUF5JQKHQ10AWUQ2-cCegQIABAA&oq=GSP-2303&gs_l=img.3...677598.677598..677803...0.0..0.119.119.0j1......0....1..gws-wiz-img.Qm7K4lbijyM&ei=cTp2XsyDA4XI0wSN6IWoBg&bih=883&biw=1767&hl=ko#imgrc=_2RaT6E-oDSlIM
https://www.google.co.kr/search?q=%EB%94%94%EC%A7%80%ED%84%B8+%EB%A9%80%ED%8B%B0%EB%AF%B8%ED%84%B0&tbm=isch&ved=2ahUKEwif_fqy8avoAhVKXZQKHX0gDAEQ2-cCegQIABAA&oq=%EB%94%94%EC%A7%80%ED%84%B8+%EB%A9%80%ED%8B%B0%EB%AF%B8%ED%84%B0&gs_l=img.3..35i39j0j0i24l6.16707.18640..18714...5.0..4.170.1960.0j15......0....1..gws-wiz-img.......0i8i30.YnKe1Und1jE&ei=LDN2Xp-3Msq60QT9wLAI&bih=883&biw=1767&hl=ko#imgrc=Y_UKsUdrpS2KAM
https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=uu5626&logNo=221266905141&proxyReferer=https:%2F%2Fwww.google.com%2F
https://www.google.com/search?q=%EC%98%A4%EC%8B%A4%EB%A1%9C%EC%8A%A4%EC%BD%94%ED%94%84&sxsrf=AOaemvLQQ0E67e_XErQFeGTmfymc43p0BQ:1631126416362&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=2ahUKEwj_xoW1g_DyAhWNPpQKHWozBpsQ_AUoAXoECAEQAw&biw=1731&bih=926#imgrc=t8sA2jz8y7JBXM
https://www.componentsinfo.com/2n7000-pinout-datasheet-equivalent/
http://www.icbase.com/File/PDF/FAI/FAIR20661312.pdf
단계별로 배우는 전자회로실험 책 P.295 ~ P.310