실험 16. 상보 대칭형 push-pull 증폭기(예비)

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전자회로실험

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위에 시뮬레이션은 6Vp-p 주파수를 1kHz로 조정하여 0V 부근에서의 왜곡을 알 수 있다. 이것은 두 트랜지스터의 베이스-에미터 다이오드가 순방향 바이어스가 되지 않아 일어난다. 교차 왜곡이라는 것은 트랜지스터를 사용한 B급 Push-Pull 전력 증폭회로에서 출력 파형의 (+), (-)반주기의 연결부분이 원활하지 않을 때 생기는 일그러짐이다. 트랜지스터의 베이스-이미터간 전압 VBE와 컬렉터 전류 IC의 관계는 VBE가 어느 정도 이상이 되지 않으면 IC가 흐르지 않는다. 또 VBE가 어느 정도 이상으로 되어도 VBE가 낮은 곳에서는 IC가 직선적으로 되지 않는다. 따라서 출력 전류에 일그러짐이 생긴다.입력 전압이 0V 근처일 때, 두 트랜지스터가 모두 차단되고 출력전압은 모두가 0V가 된다. 이러한 경향은 입력신호의 진폭이 작을수록 더욱 뚜렷해진다. 피크-피크 출력 전압이 입력 전압보다 약간 더 작고 그 차이는 대략 두 베이스-에미터 전압 강하와 같다. 더불어, push-pull 회로를 각 절반이 에미터 플로워 그 자체이므로 입력과 출력 신호간에 위상 편이가 없다.


직렬인 저항 R2 + R3를 100Ω 저항과 직렬인 5kΩ의 가변 저항으로 바꾸어서 가변저항의 값을 변화시키면서 왜곡되는 교차 파형을 관찰한 시뮬레이션이다. 가변저항의 값이 증가함에 따라 왜곡이 줄어드는 모습을 확연히 볼 수 있었는데 계속 증가시키니까 파형이 왜곡이 없는 깨끗한 정현파가 나왔다. 왜곡이 없어진 후에도 저항값을 증가시켜 보아도 변화는 없다. 즉, 어느 값까지는 증가시키면 파형의 왜곡이 줄어들었는데 그 이상은 더 변하지 않았다. 옴의 법칙에 의하여 저항이 커지면 전압이 커지므로 이는 교차왜곡이 일어나는 조건에 반대가 되는 것이다. B급 증폭기는 베이스-이미터는 입력의 (+)반주기 동안에 순방향 바이어스, (-)반주기 동안은 역방향 바이어스된다. 따라서 콜렉터 전류는 근사적으로 180도 동안 흐르고 남은 주기 동안은 차단된다. 출력 전압이 입력 전압과 거의 같아 전압 이득이 1과 같음을 알 수 있다.

참고 자료

전자회로실험, 충북대 편찬