전자공학실험 7장 이미터 팔로워 A+ 예비보고서

문서 내 토픽

• 1. 이미터 팔로워

  이미터 팔로워는 출력 임피던스가 작기 때문에 작은 부하 저항을 구동하는 데 많이 사용된다. 이 실험에서는 이미터 팔로워의 동작 원리를 살펴보고, 증폭기의 전압 이득 및 특성을 실험을 통하여 확인하고자 한다. 이미터 팔로워 회로에서 입력은 베이스 단자에 인가되고, 출력은 이미터 단자에서 감지된다. 컬렉터 단자가 공통이므로, 공통-컬렉터 증폭기라고 할 수 있다. 출력 신호가 입력 신호를 따라가기 때문에 '이미터 팔로워'라는 용어를 더 많이 사용한다. 또한 출력 신호의 DC 레벨이 입력 신호의 DC레벨에서 V_BE만큼 떨어진 전압이 나오기 때문에, 레벨 시프터로서도 동작할 수 있다.

• 2. 이미터 팔로워의 전압 이득

  이미터 팔로워의 전압 이득은 양의 값이며, 그 값이 1에 가깝다. 전압 이득은 (R_E) / (R_E + (1/g_m))와 같이 계산할 수 있다.

• 3. 이미터 팔로워의 입력 임피던스

  이미터 팔로워의 입력 임피던스는 r_pi + (1+beta)R_E와 같이 계산할 수 있다. 공통 이미터 증폭기와 같이 베이스 단자에 입력을 인가하므로, 입력 임피던스가 서로 같다.

• 4. 이미터 팔로워의 출력 임피던스

  이미터 팔로워의 출력 임피던스는 (R_S/(beta+1)) + (1/g_m) + R_E와 같이 계산할 수 있다. R_S/(beta+1) = 1/g_m = R_E인 조건이 만족되면 R_out ≈ 1/g_m이 성립하고, 출력 임피던스 값이 매우 작음을 알 수 있다. 작은 출력 임피던스의 특성이 있기 때문에 작은 부하 저항을 구동하는 데 유리하고, 전압 버퍼로 많이 사용된다.

• 5. 실험 회로 1

  실험회로 1의 이미터 팔로워 회로에 대해 전압 이득, 입력 임피던스 및 출력 임피던스를 이론적으로 계산하고 PSpice 모의실험을 통해 구하였다. 이론적으로 구한 값과 PSpice를 통해 구한 값에 차이가 있음을 확인하였다.

• 6. 입력-출력 전달 특성 곡선

  실험회로 1의 이미터 팔로워 회로에 대해 PSpice를 이용하여 입력-출력 전달 특성 곡선을 구하였다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

• 1. 이미터 팔로워

  이미터 팔로워는 전압 증폭기의 한 종류로, 입력 신호를 그대로 출력하는 특성을 가지고 있습니다. 이미터 팔로워의 가장 큰 장점은 입력 임피던스가 매우 높고 출력 임피던스가 매우 낮다는 것입니다. 이를 통해 부하에 의한 영향을 최소화할 수 있으며, 전압 신호를 효과적으로 전달할 수 있습니다. 또한 이미터 팔로워는 전압 이득이 1에 가깝기 때문에 전압 증폭이 필요하지 않은 경우에 유용하게 사용될 수 있습니다. 이미터 팔로워는 버퍼 증폭기, 임피던스 정합 회로, 전압 레벨 변환 등 다양한 응용 분야에서 활용되고 있습니다.

• 2. 이미터 팔로워의 전압 이득

  이미터 팔로워의 전압 이득은 이상적으로 1에 가깝습니다. 이는 입력 신호를 그대로 출력하는 특성 때문입니다. 실제 회로에서는 트랜지스터의 베이스-이미터 전압 강하와 같은 요인으로 인해 전압 이득이 정확히 1이 되지 않습니다. 하지만 이미터 팔로워는 전압 이득이 매우 안정적이며, 부하 변화에 따른 영향도 매우 작습니다. 이러한 특성으로 인해 이미터 팔로워는 버퍼 증폭기, 임피던스 정합 회로 등 다양한 응용 분야에서 활용되고 있습니다.

• 3. 이미터 팔로워의 입력 임피던스

  이미터 팔로워의 입력 임피던스는 매우 높습니다. 이는 트랜지스터의 베이스-이미터 접합이 역바이어스 되어 있기 때문입니다. 이로 인해 입력 단에 연결된 회로에 거의 영향을 미치지 않습니다. 이러한 높은 입력 임피던스 특성은 이미터 팔로워를 버퍼 증폭기, 임피던스 정합 회로 등에 활용할 수 있게 해줍니다. 입력 신호를 부하의 영향 없이 효과적으로 전달할 수 있기 때문입니다. 또한 이미터 팔로워는 입력 임피던스가 매우 안정적이어서 부하 변화에 따른 영향도 작습니다.

• 4. 이미터 팔로워의 출력 임피던스

  이미터 팔로워의 출력 임피던스는 매우 낮습니다. 이는 트랜지스터의 에미터 접지 구조 때문입니다. 낮은 출력 임피던스로 인해 부하에 의한 영향을 최소화할 수 있으며, 부하 변화에 따른 출력 전압 변동도 작습니다. 이러한 특성은 이미터 팔로워를 버퍼 증폭기, 임피던스 정합 회로 등에 활용할 수 있게 해줍니다. 입력 신호를 효과적으로 부하에 전달할 수 있기 때문입니다. 또한 이미터 팔로워는 출력 임피던스가 매우 안정적이어서 부하 변화에 따른 영향도 작습니다.

• 5. 실험 회로 1

  실험 회로 1은 이미터 팔로워의 기본적인 특성을 확인할 수 있는 회로입니다. 이 회로에서는 입력 신호와 출력 신호를 측정하여 전압 이득, 입력 임피던스, 출력 임피던스 등의 특성을 확인할 수 있습니다. 또한 부하 변화에 따른 출력 전압 변동을 관찰하여 이미터 팔로워의 부하 특성을 확인할 수 있습니다. 이를 통해 이미터 팔로워의 동작 원리와 응용 분야를 이해할 수 있습니다. 실험 회로 1은 이미터 팔로워의 기본적인 특성을 이해하는 데 매우 유용할 것으로 생각됩니다.

• 6. 입력-출력 전달 특성 곡선

  입력-출력 전달 특성 곡선은 이미터 팔로워의 동작 특성을 나타내는 중요한 지표입니다. 이 곡선을 통해 입력 신호와 출력 신호의 관계를 확인할 수 있으며, 전압 이득, 선형성, 포화 특성 등을 분석할 수 있습니다. 이미터 팔로워의 경우 이상적으로는 입력 신호와 출력 신호가 1:1로 대응되는 직선 특성을 보입니다. 하지만 실제 회로에서는 트랜지스터의 비선형성 등으로 인해 약간의 왜곡이 발생할 수 있습니다. 입력-출력 전달 특성 곡선을 분석하면 이미터 팔로워의 동작 특성을 종합적으로 이해할 수 있습니다.