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1. 서론
Common Emitter Amplifier의 주파수 특성에 대한 이해는 전자회로 설계에 있어 매우 중요하다. 이번 실험에서는 6주차에 설계했던 Common Emitter Amplifier의 주파수 특성을 분석하고자 한다.
실험 결과, 저주파 대역에서는 coupling capacitor와 bypass capacitor의 낮은 임피던스로 인해 이득이 낮은 것을 확인할 수 있었다. 중간 주파수 대역에서는 이득의 변화가 거의 없었으나, 고주파 대역으로 갈수록 트랜지스터 내부 커패시터의 영향으로 이득이 점차 감소하는 현상을 관찰할 수 있었다.
또한 capacitor 값의 변화에 따른 주파수 특성 변화를 관찰한 결과, capacitor 값이 증가할수록 저주파 대역의 이득이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 한편 emitter 저항 값을 변화시키면서 overall voltage gain의 변화를 관측한 결과, 저항 값이 증가할수록 이득이 감소하는 것으로 나타났다.
실험 결과와 이론적 예측 사이에 다소 차이가 있었는데, 이는 입력 전압이 너무 작아 오실로스코프 측정 시 노이즈의 영향을 크게 받았기 때문으로 분석된다. 향후 실험 시에는 더 높은 입력 전압을 사용하여 보다 정확한 측정이 가능할 것으로 기대된다.
종합적으로 이번 실험을 통해 Common Emitter Amplifier의 주파수 특성과 capacitor 및 저항 변화에 따른 특성 변화를 실험적으로 확인할 수 있었다. 이를 토대로 실제 전자회로 설계 시 주파수 특성을 고려한 설계가 가능할 것으로 판단된다.
2. Common Emitter Amplifier 주파수 특성 분석
2.1. 실험 개요
이번 실험에서는 6주차 실험에서 설계한 emitter 저항을 사용한 Common Emitter Amplifier의 주파수 특성 및 커패시터들의 영향을 측정하고 평가하고자 한다. 먼저 6주차 실험에서 2차 설계한 Common Emitter Amplifier의 DC 전압들을 측정하고 각각의 DC 전류를 계산한다. 또한 주파수를 변화시키면서 전체 gain이 어떤 변화를 보이는지를 실험한다. 이를 통해 저주파에서 gain이 낮은 이유와 고주파에서 gain이 감소하는 이유를 설명할 수 있다. 그 후 커패시터 값들을 변화시키면서 주파수 특성의 변화를 관찰하고, 저항 값을 변화시키면서 overall voltage gain의 변화를 측정한다. 이를 통해 커패시터와 저항이 주파수 특성에 미치는 영향을 분석할 수 있다.
2.2. Common Emitter Amplifier 구현 및 측정
<보고서>
Function generator를 제외한 3.1(a) 회로를 가능한 한 그림 1과 거의 같은 배치로 breadboard에 구현하였다. 커패시터는 10 μF을 사용하였으며 극성에 주의하였다. 사용한 소자들의 실제 값을 측정하여 기록하였다. 의 입력단자를 접지한 상태에서 12 V를 VCC에 인가하고 base, collector, emitter의 직류전압을 측정, 기록하였다. 또 측정된 전압을 이용하여 collector, emitter의 전류를 계산, 기록하였다. 전압, 전류의 오차가 10% 이하인 경우 그 결과를 [표2]에 정리하여 제출하였다.
사용한 소자들의 실제 값들은 서론의 [표1]에 표기하였다. 또한 base, collector, emitter의 직류전압만을 DMM으로 측정하였고 각각의 전류는 측정된 전압값과 저항값을 바탕으로 계산하여 [표2]에 표기하였다.
3.2(g)에서 결정한대로 Function ...
