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6. Common Emitter Amplifier 설계 예비보고서

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최초등록일 2025.07.22 최종저작일 2022.03
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6. Common Emitter Amplifier 설계 예비보고서
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    • 🧮 수학적 계산과 이론적 배경을 체계적으로 설명

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    목차

    없음

    본문내용

    3. 설계실습 계획서
    3.1 Emitter 저항을 삽입한 Common Emitter Amplifier 설계
    * 모든 계산결과는 반올림하여 유효숫자 세 자리까지만 사용한다.
    위 회로와 같이 emitter저항을 사용한 Common Emitter Amplifier에서  = 50 Ω,  = 5 ㏀,  = 12 V인 경우,  = 100인 BJT를 사용하여   이 ㏀단위이고 amplifier gain(vo/vin)이 –100 V/V인 증폭기를 설계하려한다.
    (A) Early effect를 무시하고 이론부의 overall voltage gain( /  )  에 대한 식으로부터 출발하여 부하저항  에 최대전력이 전달되도록  를 결정하라.
    이론부의 내용에 따르면                이다.
    Early effect를 무시하므로 를 무시한다.

    참고자료

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  • AI와 토픽 톺아보기

    • 1. Common Emitter Amplifier 설계
      Common Emitter 증폭기는 전자공학에서 가장 기본적이면서도 중요한 회로 구성입니다. 이 구조는 입력 신호에 대해 높은 전압 이득과 전류 이득을 제공하며, 위상 반전 특성을 가집니다. 설계 시 안정성과 성능의 균형을 맞추는 것이 중요한데, 특히 바이어스 포인트 선정, 임피던스 매칭, 그리고 주파수 응답 특성을 고려해야 합니다. 실무에서는 온도 변화와 소자 편차에 대한 견고성을 확보하기 위해 피드백 저항을 활용한 안정화 기법이 필수적입니다. 이론과 실제 구현 사이의 간격을 줄이기 위해 시뮬레이션과 실험을 병행하는 것이 효과적입니다.
    • 2. BJT 바이어스 설계 및 Rule of Thumb
      BJT 바이어스 설계는 증폭기 성능을 결정하는 핵심 요소입니다. Rule of Thumb는 복잡한 계산을 단순화하여 빠른 설계를 가능하게 하는 실용적인 지침입니다. 예를 들어, 컬렉터 전류를 전원 전압의 10% 정도로 설정하거나, 베이스 저항을 적절히 선택하는 방법들이 있습니다. 이러한 경험칙들은 수십 년의 실무 경험에서 나온 것으로, 대부분의 경우 만족할 만한 결과를 제공합니다. 다만 특수한 응용 분야에서는 정확한 계산이 필요하며, Rule of Thumb는 초기 설계의 출발점으로 활용하는 것이 가장 효율적입니다.
    • 3. PSPICE 시뮬레이션 및 비선형 왜곡 분석
      PSPICE 시뮬레이션은 현대 전자회로 설계에서 필수적인 도구입니다. 비선형 왜곡 분석을 통해 실제 소자의 비이상적 특성을 정확하게 모델링할 수 있습니다. 특히 고주파 응용이나 고전력 증폭기 설계에서는 시뮬레이션 결과가 실제 성능을 예측하는 데 매우 중요합니다. 다양한 신호 크기와 주파수에 대한 THD(Total Harmonic Distortion) 분석을 수행하면 설계 여유도를 평가할 수 있습니다. 다만 시뮬레이션 모델의 정확도는 사용된 소자 모델에 크게 의존하므로, 신뢰할 수 있는 제조사 모델을 사용하는 것이 중요합니다.
    • 4. 증폭기 측정 및 특성 분석
      증폭기의 실제 특성 측정은 설계 검증의 마지막 단계로서 매우 중요합니다. 이득, 입출력 임피던스, 주파수 응답, 노이즈 지수, 그리고 비선형 왜곡 등 다양한 파라미터를 측정해야 합니다. 정확한 측정을 위해서는 적절한 계측기와 측정 기법이 필수적이며, 특히 고주파 대역에서는 임피던스 매칭과 신호 경로 관리가 중요합니다. 측정 결과와 시뮬레이션 결과의 비교를 통해 모델의 정확도를 평가하고 설계를 개선할 수 있습니다. 실무에서는 반복적인 측정과 개선 과정을 통해 최종 성능 목표를 달성합니다.
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