[예비보고서]중앙대학교 전자회로설계실습 Push-Pull Amplifier 설계

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문서 내 토픽

• 1. Classic Push-Pull Amplifier 특성

  Push-Pull 증폭기는 NPN, PNP 2개의 BJT로 구성되어 Dead zone이라는 구간이 발생한다. 입력전압 -Vbe 인 경우 두 BJT 모두 꺼진 상태로 동작하여 출력전압은 입력 전압에 상관없이 0이 되기 때문이다.

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

  Push-Pull amplifier 출력단자를 OP-Amp (-)입력단자로 feedback시킨 것만으로 입출력 관계 전달특성곡선의 dead zone이 제거될 수 있다는 것을 확인했다. crossover distortion이 개선된 것을 확인할 수 있다.

• 3. Push-Pull Amplifier Power dissipation

  그림 1(a)에서 입력에 전력 소모가 최대가 되는 지점의 Vbe를 인가하면 crossover distortion으로 인해 출력전압이 감소하여 전력 손실이 0.289 W가 된다. 그림 2(a)에서는 crossover distortion이 없어서 출력전압이 일정하여 전력 손실이 0.116 W로 감소한다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

• 1. Classic Push-Pull Amplifier 특성

  클래식 푸시-풀 증폭기는 두 개의 증폭 소자(예: 트랜지스터)를 사용하여 입력 신호를 증폭하는 회로입니다. 이 구조는 입력 신호의 양의 반주기와 음의 반주기를 각각 다른 증폭 소자가 증폭하여 출력 신호를 생성합니다. 이를 통해 높은 효율과 낮은 왜곡 특성을 얻을 수 있습니다. 또한 푸시-풀 구조는 단일 증폭기에 비해 출력 전력 용량을 높일 수 있는 장점이 있습니다. 하지만 두 증폭 소자의 특성 차이로 인한 크로스오버 왜곡이 발생할 수 있으며, 이를 최소화하기 위한 설계가 필요합니다.

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

  피드백 루프와 OP-amp를 이용한 푸시-풀 증폭기는 클래식 푸시-풀 증폭기의 단점을 보완할 수 있습니다. OP-amp의 높은 이득과 피드백 루프를 통해 크로스오버 왜곡을 효과적으로 제거할 수 있습니다. 또한 OP-amp의 안정적인 동작으로 인해 온도 변화나 부품 편차에 강인한 특성을 가질 수 있습니다. 이러한 장점으로 인해 OP-amp 기반 푸시-풀 증폭기는 고품질 오디오 시스템, 산업용 전력 증폭기 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 다만 OP-amp의 전압 및 전류 제한으로 인해 출력 전력 용량이 제한될 수 있다는 단점이 있습니다.

• 3. Push-Pull Amplifier Power dissipation

  푸시-풀 증폭기의 전력 소모는 증폭기의 동작 모드와 부하 조건에 따라 크게 달라집니다. 클래스 A 동작 모드에서는 두 증폭 소자가 항상 전류를 흘려 보내므로 전력 소모가 높습니다. 반면 클래스 B 동작 모드에서는 각 증폭 소자가 입력 신호의 양/음의 반주기에 따라 교대로 동작하므로 전력 소모가 낮습니다. 클래스 AB 동작 모드는 이 두 가지 특성을 절충한 것으로, 낮은 크로스오버 왜곡과 함께 비교적 낮은 전력 소모를 달성할 수 있습니다. 또한 부하 조건에 따라 전력 소모가 달라지므로, 실제 사용 환경을 고려한 설계가 필요합니다.