[전파통신실험] ADS를 이용한 DC Simulation

소개

ADS를 이용하여 회로의 DC Simaulation을 하여 그 결과를 관찰하였다.
이번학기에 A+받은 레포트이고, 이론과 결과분석이 모두 포함되어 있습니다.
워드2007로 작성하였고 미리보기를 통하여 레포트를 대충 살펴보실 수 있을 것이라 생각됩니다.

목차

1. BJT 동작 이론
2. 자기 바이어스 회로 (전압 귀환형 바이어스 회로)
<시뮬레이션 결과>
1. 다음 S-parameter simulation을 진행하고, tuning 기능을 확인하라.
2. BJT 바이어스 회로를 구성하기 위해 필요한 BJT 소자의 I-V 특성을 확인하라. Hand calculation으로 DC 해석을 수행하고 ADS 시뮬레이션 결과와 비교하라.

본문내용

1. BJT 동작 이론
트랜지스터를 증폭기로 동작시키기 위해서는 두 PN접합이 외부 직류전압에 의해서 바이어스되어야 한다. 여기선 오른쪽에 보이는 npn 트랜지스터를 설명한다. 위의 그림은 트랜지스터 구조를 나타낸 것이고, 아래의 그림은 트랜지스터를 기호로 나타낸 것이다. pnp의 동작은 전자와 정공의 역할, 바이어스 전압 극성, 전류 방향이 모두 반대라는 것을 제외하고는 npn과 같다. 양쪽 모두 베이스-이미터(BE) 접합은 순방향 바이어스(VEE)이고, 베이스-컬렉터(BC)접합은 역방향 바이어스(VCC)이다. 이를 순방향-역방향 바이어스라고 부른다.
VEE는 베이스와 이미터 사이의 공핍층을 좁게 하고, VCC는 BC 공핍층을 넓게 한다. 높은 밀도로 도핑된 n형 이미터 영역은 전도대의 자유전자로 충만한데, 이 전자들은 순방향 바이어스된 다이오드에서처럼 BE 접합을 통하여 p형 베이스 영역으로 쉽게 확산되어 소수 캐리어가 된다. 베이스 영역은 가볍게 도핑되어 있고 매우 얇아서 정공의 수가 매우 제한되어 있다. BE접합을 지나 이동해 온 전자의 일부분만이 베이스에서 정공과 재결합한다. 위의 그림에서와 같이 재결합된 상대적으로 적은 전자들이 가전자로 베이스도선을 통하여 흘러나가고, 작은 베이스 전류가 된다.

2. 자기 바이어스 회로 (전압 귀환형 바이어스 회로)
고정 바이어스일 경우에는 바이어스 저항이 베이스와 전원 사이에 들어 있으나 자기 바이어스일 경우(오른쪽 그림)는 베이스와 컬렉터 사이에 들어 있으며 컬렉터의 전압을 RB로 적당히 낮추어 적당한 전압과 전류를 베이스에 공급하는 방식이다.
자기 바이어스 회로는 다음과 같은 경우에 주로 사용된다.
① 트랜지스터에 공급하는 전압, 전류가 낮을 때
② 직류 전류 손실을 적게 하고자 할 때
③ 경제적으로 할 때
④ 입력 임피던스를 낮게 할 때
⑤ 찌그러짐을 적게 하고자 할 때
이와 같은 자기 바이어스 회로는 아래와 같은 특징을 갖는다.
① 회로가 간단하다.

참고자료

· 없음