(22년) 중앙대학교 전자전기공학부 전자회로설계실습 예비보고서 11. Push-Pull Amplifier 설계

문서 내 토픽

• 1. Push-Pull Amplifier 특성

  설계실습 11. Push-Pull Amplifier 설계목적: RL=100Ω, Rbias=1kΩ, VCC=12V인 경우, Push-Pull 증폭기의 동작을 이해하고 Dead zone과 Crossover distortion 현상을 파악하며 이를 제거하는 방법에 대해서 실험한다. 그림 1(a) 회로를 simulation 하여 입출력 transfer characteristic curve를 확인하고, Dead zone이 발생하는 이유를 설명한다. 그림 1(b) 회로를 simulation하여 입출력 파형을 확인하고 Crossover distortion이 발생하는 것을 확인한다.

• 2. Feedback loop와 OP-Amp를 이용한 Push-Pull Amplifier 특성

  그림 2(a)의 회로처럼 Push-Pull amplifier 출력으로부터 OP AMP의 -입력단자로 feedback시킨 회로를 구성하여 시뮬레이션을 수행한다. Dead zone이 제거되었음을 확인하고, 그림 2(b) 회로를 구성하여 Crossover distortion이 개선된 것을 확인한다.

• 3. Push-Pull Amplifier Power Dissipation

  그림 1(a)와 그림 2(a)에서 입력에 전력 소모가 최대가 되는 지점의 Vi=(2/π)VCC를 인가하여 부하저항 양단의 출력 전압을 측정한 후 식 1을 이용하여 전력 손실을 계산한다.

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• 1. Push-Pull Amplifier 특성

  Push-Pull Amplifier는 두 개의 증폭기 소자(예: 트랜지스터)를 병렬로 연결하여 입력 신호의 양의 반주기와 음의 반주기를 각각 증폭하는 회로 구조입니다. 이를 통해 높은 출력 전력과 낮은 왜곡 특성을 얻을 수 있습니다. 주요 특성으로는 높은 효율성, 낮은 열 발생, 낮은 교차 왜곡 등이 있습니다. 이러한 특성으로 인해 오디오 증폭기, 전력 증폭기 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다.

• 2. Feedback loop와 OP-Amp를 이용한 Push-Pull Amplifier 특성

  Feedback loop와 OP-Amp를 이용한 Push-Pull Amplifier는 OP-Amp의 높은 이득과 피드백 회로를 통해 입력 신호를 정확하게 증폭할 수 있습니다. 이를 통해 낮은 왜곡, 높은 선형성, 안정적인 동작 등의 특성을 얻을 수 있습니다. 또한 OP-Amp의 차동 입력 구조를 활용하여 공통 모드 잡음 제거 능력이 우수합니다. 이러한 특성으로 인해 정밀한 증폭이 필요한 계측기, 오디오 시스템 등에 널리 사용됩니다.

• 3. Push-Pull Amplifier Power Dissipation

  Push-Pull Amplifier의 전력 소모 특성은 매우 중요한 설계 고려 사항입니다. 두 개의 증폭기 소자가 번갈아 동작하므로 한 소자가 동작할 때 다른 소자는 꺼져 있어 전력 소모가 감소합니다. 또한 낮은 왜곡과 높은 효율성으로 인해 발열이 적어 방열 설계가 용이합니다. 이러한 특성으로 인해 전력 증폭기, 전력 공급 장치 등 고출력 응용 분야에서 널리 사용됩니다. 다만 정확한 바이어스 설정과 열 관리가 필요하므로 설계 시 이를 고려해야 합니다.