본문내용
1. Common-Source Amplifier
Common-Source Amplifier는 MOSFET 증폭기의 기본적인 구조로, 게이트와 소스가 공통 연결된 형태이다. 이 증폭기는 단일 단 증폭기로 사용되거나 다단 증폭기의 기본 블록으로 활용된다.
Lab 1. CE Stage DC Transfer 특성 실험에서는 Tinkercad를 이용하여 CE Stage 회로를 설계하고, 입력 전압 Vgs를 0~5V 범위에서 변화시키며 Vds, Id 등의 변화를 관찰하였다. 그 결과, Vgs가 2.7V 부근에서 가장 큰 기울기를 가지는 것을 확인하였다. 이는 이 지점에서 트랜지스터의 transconductance가 최대이므로 가장 큰 전압 이득을 얻을 수 있다는 것을 의미한다. 즉, CE Stage는 포화 영역에서 최대의 이득을 가지며, 선형 영역에서는 저항기와 유사한 특성을 보인다고 할 수 있다.
Lab 2. CE Stage 증폭 특성 실험에서는 1kHz 사인파 입력을 가하고 출력 파형을 관찰하였다. 입력이 작을 때는 전압 이득이 약 -4, 입력이 클 때는 약 -3.6으로 확인되었다. 이는 실험 1에서 계산한 최대 transconductance 지점에서의 전압 이득과 잘 부합한다.
Lab 3. 2단 CS Amplifier에서는 두 개의 Common-Source 증폭기를 직렬로 연결한 구조를 다루었다. 첫 번째 CS Amplifier의 출력이 두 번째 CS Amplifier의 입력으로 연결되어, 전압 이득이 두 번 곱해지는 효과를 얻을 수 있다. 이때 전압 이득의 부호가 양으로 나타나는데, 이는 각 CS Amplifier의 (-) 이득이 두 번 곱해져 (+)가 되기 때문이다. 따라서 2단 CS Amplifier는 높은 전압 이득을 얻을 수 있는 회로 구조라고 할 수 있다.
종합하면, Common-Source Amplifier는 MOSFET 증폭기의 기본 구조로, 포화 영역에서 최대 transconductance와 전압 이득을 가지며, 이를 활용하여 다단 증폭기를 구현할 수 있다. 2단 CS Amplifier는 두 개의 CS Amplifier를 직렬로 연결하여 전압 이득을 극대화할 수 있는 회로 구조라고 볼 수 있다.
1.1. Lab 1. CE Stage DC Transfer 특성
먼저, Tinkercad를 통해 설계한 CE Stage 회로는 로 고정하고, 의 전압을 0~5V 사이로 변경...
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