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

소개

"전자회로실험 과탑 A+ 예비 보고서 (실험 20 차동 증폭기 기초 실험)"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 개요
2. 실험 기자재 및 부품
3. 회로의 이론적 해석
4. 실험 절차 및 PSpice 시뮬레이션
5. 예비 보고 사항

본문내용

1 실험 개요
차동 증폭 회로(differential amplifier)는 출력이 단일한 단일 증폭 회로(single-ended amplifier)에
비하여 노이즈와 간섭에 의한 영향이 적고, 바이패스(bypass) 및 커플링(coupling) 커패시터를 사용
하지 않고도 증폭 회로를 바이어싱하거나 다단 증폭기의 각 단을 용이하게 커플링할 수 있으므로, 집적회로의 제작 공정이 좀더 용이하여 널리 사용되고 있다. 이 실험에서는 MOSFET을 사용한 차동 쌍의 동작을 위한 기본 조건을 살펴보고 기본적인 측정을 통하여 검증하고자 한다. 이를 토대로 부하 저항을 연결한 MOSFET 차동 증폭 회로를 구성하여 확인하고, 특성을 분석한다.

2 실험 기자재 및 부품
- DC 파워 서플라이
- 디지털 멀티미터
- 오실로스코프
- 함수 발생기
- 2n7000(NMOS) (4개)
- 저항

3 회로의 이론적 해석

정전류원 회로(실험회로 1)

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.

1. 기본 동작 원리:
- M_4는 기준 전류 I_REF를 설정한다. 기준 전압 V_bias는 M_4의 동작 상태를 제어하며, R과의 조합으로 에 의해 전류를 설정한다.
- V_bias는 M_3의 게이트에 전달되어 동일한 전류 I_SS가 흐르도록 만든다. 이 방식은 전류 거울 원리를 활용한 것이다.

2. MOSFET의 포화 영역:
- M_3와 M_4는 포화 영역에서 동작하며, 이 영역에서는 전류가 드레인-소스 전압의 영향을 거의 받지 않는다. 이를 통해 부하 저항이나 출력 전압의 변화에도 일정한 전류를 유지할 수 있다.

3. 특징:
- 부하에 공급되는 전류 I_SS는 기준 전류 I_REF와 동일하다.
- 출력 전압이 M_3의 포화 영역을 유지할 수 있는 범위 내에서 전류가 일정하게 유지된다.

참고자료

· 없음