전자공학실험 17장 능동 부하가 있는 공통 소오스 증폭기 A+ 예비보고서

문서 내 토픽

1. 공통 소오스 증폭기

이 실험에서는 정전류원과 전류 거울을 이용한 능동 부하(active load)가 있는 공통 소오스 증폭기(common source amplifier) 회로를 구성하고, 이를 바탕으로 공통 소오스 증폭기의 전압 이득을 구하고자 한다. 능동 부하는 아날로그 증폭기에서 널리 사용되고 있으며, 간단한 공통 소오스 증폭기에 적용함으로써 특성을 정확하게 파악할 수 있다.
2. 소신호 등가회로

공통 소오스 증폭기 회로의 저주파 대역에서의 전압 이득을 구하기 위해 소신호 등가회로를 그리면 전압 이득은 A_{V0} =-g_{m} * r_{O}로 표현할 수 있다.
3. 입력 저항 및 출력 저항 측정

구현한 회로의 입력 저항과 출력 저항을 직접 측정하기 위해 입력의 DC 전압을 변화시키면서 입력 쪽에 흘러 들어가는 DC 전류를 측정하고, 출력 쪽에 DC 전압을 변화시키면서 출력 쪽에 흘러 들어가는 DC 전류를 측정하여 저항 값을 구할 수 있다.
4. 전압 이득 설계

10kHz의 0.01VP-P 정현파를 입력 전압 Vsig로 인가했을 때, 왜곡 없이 최소 0.1VP-P정현파를 얻는 AV=10V/V 공통 소오스 증폭기를 설계하기 위해 저항 값을 조정하여 전압 이득이 약 18V/V가 되도록 설계하였다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 공통 소오스 증폭기

공통 소오스 증폭기는 전자 회로에서 널리 사용되는 기본적인 증폭기 회로입니다. 이 회로는 간단한 구조와 높은 전압 이득을 가지고 있어 아날로그 회로 설계에 매우 유용합니다. 공통 소오스 증폭기의 주요 특징은 입력 신호가 증폭되어 출력으로 나오는 것입니다. 이를 통해 작은 신호를 증폭하여 다음 단계의 회로에 전달할 수 있습니다. 또한 이 회로는 부하 변화에 대한 안정성이 높아 다양한 응용 분야에서 활용될 수 있습니다. 공통 소오스 증폭기의 설계 시 고려해야 할 주요 요소로는 바이어스 전압, 부하 저항, 입력 신호 크기 등이 있습니다. 이러한 요소들을 적절히 조절하여 원하는 성능을 얻을 수 있습니다.
2. 소신호 등가회로

소신호 등가회로는 전자 회로 분석에서 매우 중요한 개념입니다. 이 등가회로는 복잡한 회로를 단순화하여 분석할 수 있게 해줍니다. 소신호 등가회로를 사용하면 회로의 동작을 이해하고 분석하는 데 도움이 됩니다. 특히 증폭기 회로에서 소신호 등가회로는 매우 유용합니다. 소신호 등가회로를 통해 증폭기의 입력 임피던스, 출력 임피던스, 전압 이득 등의 특성을 쉽게 파악할 수 있습니다. 또한 소신호 등가회로를 이용하면 회로의 안정성, 주파수 특성 등을 분석할 수 있습니다. 소신호 등가회로 분석은 전자 회로 설계 및 분석에 필수적인 기술이며, 이를 통해 회로의 동작을 깊이 있게 이해할 수 있습니다.
3. 입력 저항 및 출력 저항 측정

입력 저항과 출력 저항은 전자 회로 분석에서 매우 중요한 특성입니다. 입력 저항은 회로의 입력단에서 측정되는 저항 값으로, 이 값이 크면 회로의 부하 영향을 최소화할 수 있습니다. 출력 저항은 회로의 출력단에서 측정되는 저항 값으로, 이 값이 작으면 부하 변화에 대한 영향을 줄일 수 있습니다. 이러한 입력 저항과 출력 저항을 정확히 측정하는 것은 회로 설계 및 분석에 매우 중요합니다. 입력 저항과 출력 저항을 측정하는 방법에는 여러 가지가 있는데, 대표적으로 전압 분배 회로를 이용하는 방법이 있습니다. 이 방법을 통해 입력 저항과 출력 저항을 쉽게 측정할 수 있습니다. 정확한 입력 저항과 출력 저항 측정은 회로의 성능 향상과 안정성 확보에 필수적입니다.
4. 전압 이득 설계

전압 이득은 전자 회로에서 매우 중요한 특성 중 하나입니다. 전압 이득은 입력 신호 전압과 출력 신호 전압의 비율을 나타내는 값으로, 이 값이 크면 작은 입력 신호를 크게 증폭할 수 있습니다. 전압 이득 설계 시 고려해야 할 주요 요소로는 증폭기의 종류, 바이어스 회로, 부하 저항 등이 있습니다. 예를 들어 공통 소오스 증폭기의 경우 부하 저항 값을 적절히 선택하여 원하는 전압 이득을 얻을 수 있습니다. 또한 피드백 회로를 이용하면 전압 이득을 정밀하게 제어할 수 있습니다. 전압 이득 설계 시 회로의 안정성, 주파수 특성, 잡음 특성 등도 함께 고려해야 합니다. 이를 통해 회로의 성능을 최적화할 수 있습니다. 전압 이득 설계는 전자 회로 설계에서 매우 중요한 기술이며, 이를 잘 활용하면 다양한 응용 분야에 적용할 수 있습니다.