전자회로실험 과탑 A+ 예비 보고서 (실험 20 차동 증폭기 기초 실험)

문서 내 토픽

• 1. 정전류원 회로

  정전류원 회로는 일정한 전류를 제공하는 회로로, 주로 전류 제어 및 안정적인 전류 공급이 요구되는 응용에서 사용된다. 첨부된 그림의 정전류원 회로는 MOSFET 소자 M_4와 M_3를 사용한 구조로 구성되어 있다. 이 회로는 MOSFET의 전류 제어 특성과 전류 거울 원리를 사용하여 기준 전류를 설정하고, 이를 기반으로 일정한 부하 전류를 제공하는 정전류원이다.

• 2. 차동 증폭기 회로

  차동 증폭기는 두 입력 신호의 차이를 증폭하는 회로로, 높은 입력 저항과 낮은 출력 저항을 가지며 잡음 제거와 신호 증폭에서 중요한 역할을 한다. 이 회로는 입력 신호의 차이를 증폭하고 공통 모드 신호를 억제하여 신호 품질을 향상시키는 핵심 회로이다.

• 3. MOSFET 동작점 설계

  증폭기 설계를 위해서는 MOSFET M_1, M_2의 동작점을 먼저 결정해야 한다. M_2에 인가할 공통 모드 전압을 VDD/2(=3V)로 결정하였을 때, 출력 공통 모드 전압이 VDD/2(=3V)가 되도록 RD와 ISS를 정해야 한다. M_1, M_2에 원하는 gm을 제공하기 위한 ISS 전류가 흐르게 하기 위해서 M_3의 게이트 전압을 고정하고, RD 저항값을 바꾸면서 출력의 공통 모드 전압을 조정한다.

• 4. 정전류원 회로 설계

  정전류원 회로의 저항을 3k로 뒀을 때 RD가 4.44k이면 출력의 공통 모드 전압이 3V에 가장 근접하다. 실험절차 1에서 결정한 ISS=1.355mA, M_3의 게이트 전압 Vbias=1.935V로 고정했을 때 입력의 공통모드 전압 = 3V, 출력의 공통모드 전압 =~ 3V로 원하는 전압 레벨이 나오는 것을 확인할 수 있었다.

• 5. 차동 증폭기 회로 설계

  입력의 공통 모드 전압을 중심으로 10kHz, 0.01Vp-p의 정현파 차동 입력 신호를 인가하여 20V/V 이상의 전압 이득을 갖는 차동 증폭 회로를 설계해야 한다. 위의 과정에서 설계한 정전류원 회로를 반드시 사용해야 한다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

• 1. 정전류원 회로

  정전류원 회로는 전류를 일정하게 유지하는 중요한 회로 구조입니다. 이 회로는 전압 변동이나 부하 변화에 상관없이 일정한 전류를 공급할 수 있어 다양한 전자 회로에서 활용됩니다. 정전류원 회로는 바이어스 회로, 증폭기 회로, 전원 공급 장치 등에 사용되며, 회로 설계 시 정전류원 회로의 설계가 매우 중요합니다. 정전류원 회로의 설계 시 트랜지스터의 특성, 바이어스 전압, 부하 저항 등을 고려해야 하며, 이를 통해 안정적이고 효율적인 회로를 구현할 수 있습니다.

• 2. 차동 증폭기 회로

  차동 증폭기 회로는 두 개의 입력 신호 간의 차이를 증폭하는 회로로, 다양한 전자 회로에서 널리 사용됩니다. 차동 증폭기 회로는 공통 모드 잡음 제거, 높은 입력 임피던스, 낮은 출력 임피던스 등의 장점을 가지고 있어 정밀한 신호 처리에 유용합니다. 차동 증폭기 회로의 설계 시 트랜지스터의 특성, 바이어스 전압, 부하 저항 등을 고려해야 하며, 이를 통해 안정적이고 효율적인 회로를 구현할 수 있습니다. 또한 차동 증폭기 회로는 연산 증폭기, 차동 입력 회로, 차동 출력 회로 등 다양한 응용 분야에서 활용됩니다.

• 3. MOSFET 동작점 설계

  MOSFET 동작점 설계는 MOSFET 트랜지스터를 활용하는 전자 회로에서 매우 중요한 부분입니다. MOSFET의 동작점은 트랜지스터의 전압-전류 특성 곡선 상에서 결정되며, 이는 증폭기, 스위칭 회로, 전원 공급 장치 등 다양한 응용 분야에 영향을 미칩니다. MOSFET 동작점 설계 시 트랜지스터의 특성, 바이어스 전압, 부하 저항 등을 고려해야 하며, 이를 통해 안정적이고 효율적인 회로를 구현할 수 있습니다. 또한 MOSFET 동작점 설계는 회로의 성능, 효율, 신뢰성 등에 직접적인 영향을 미치므로 회로 설계 시 매우 중요한 부분이라고 할 수 있습니다.

• 4. 정전류원 회로 설계

  정전류원 회로 설계는 전자 회로 설계에서 매우 중요한 부분입니다. 정전류원 회로는 전압 변동이나 부하 변화에 상관없이 일정한 전류를 공급할 수 있어 다양한 응용 분야에서 활용됩니다. 정전류원 회로 설계 시 트랜지스터의 특성, 바이어스 전압, 부하 저항 등을 고려해야 하며, 이를 통해 안정적이고 효율적인 회로를 구현할 수 있습니다. 또한 정전류원 회로는 바이어스 회로, 증폭기 회로, 전원 공급 장치 등에 사용되므로 회로 설계 시 정전류원 회로의 설계가 매우 중요합니다. 정전류원 회로 설계에 대한 이해와 경험은 전자 회로 설계 능력을 향상시키는 데 도움이 될 것입니다.

• 5. 차동 증폭기 회로 설계

  차동 증폭기 회로 설계는 전자 회로 설계에서 매우 중요한 부분입니다. 차동 증폭기 회로는 두 개의 입력 신호 간의 차이를 증폭하는 회로로, 다양한 응용 분야에서 활용됩니다. 차동 증폭기 회로 설계 시 트랜지스터의 특성, 바이어스 전압, 부하 저항 등을 고려해야 하며, 이를 통해 안정적이고 효율적인 회로를 구현할 수 있습니다. 또한 차동 증폭기 회로는 공통 모드 잡음 제거, 높은 입력 임피던스, 낮은 출력 임피던스 등의 장점을 가지고 있어 정밀한 신호 처리에 유용합니다. 차동 증폭기 회로 설계에 대한 이해와 경험은 전자 회로 설계 능력을 향상시키는 데 도움이 될 것입니다.