전자회로실험 5. 선형 레귤레이터 회로

소개

■ 실험 목적
1. Linear regulator의 종류인 series regulator와 shunt regulator의 기본 원리와 사용법을 익힌다.
■ 실험 기기
(1) Digital Volt Meter
(2) 직류전원 장치
(3) OP-AMP741C
[참고자료 1] OP-AMP 741C DateSheet
(4) TR 2N3904(2개)
[참고자료 2] TR 2N3904 DateSheet
(5) 제너다이오드 1N4735A (6V이하)
[참고자료 3]1N4735A DateSheet
(6) 저항 1kΩ, 10kΩ(2개), 10Ω, 330Ω
■ 결과보고서
1. SERIES REGULATOR
(1) 그림1의 회로를 결선하라.
[그림 1]series regulator 시뮬레이션 회로, 시뮬레이션 결과 그래프
(2) 제너다이오드 양단의 전압 를 측정하라.
= 6.1560V(시뮬레이션 그래프 보라색)
= 5.01V(실험값)
제너다이오드 특성에 따라 어느 일정 값 이상의 항복 전압이 가해졌을 때, 역방향으로 전류가 흐르는 특성을 가지고 있다. 이번 실험에 사용된 D1N4735 제너다이오드는 위 D1N4735의 특성 DateSheet에서도 볼 수 있듯이 일반적으로 6.2V의 항복 전압을 갖는다. 따라서 이번 시뮬레이션 결과를 통해서도 확인해 볼 수 있듯이 입력전압에 +15V를 넣어 주더라도 제너다이오드 특성에 따라 =6.156V를 얻은 것을 볼 수 있다. 이론값과 비교해보면 일치하는 것을 확인할 수 있다. 실제 실험에는 5.1V의 제너다이오드를 사용했다. 제너다이오드의 옆면을 자세히 보면 Z5.1V라고 써있는 것을 볼 수 있다. 따라서 회로를 구성 후 를 측정해보면 위 사진에서도 볼 수 있듯이 5.01V가 나오는 것을 확인할 수 있다. 시뮬레이션과는 다른 제너다이오드를 사용했으므로 당연히 실험값과는 다른 이유이다. 오실로스코프를 통해서도 확인해 볼 수 있는데 5V당 한칸으로 맞춰놓고 실험한 결과 딱 한칸에 맞는 것을 볼 수 있다. 정확히 5.1V가 나오지 않는 이유는 여러 가지 이유가 있는데 회로 구성시 저항 값이 정확하지 일치하지 않아 오차가 발생하게 되고 제너다이오드 또한 만들때 약간의 오차가 발생하기 때문이다.

목차

전자회로실험 5. 선형 레귤레이터 회로
■ 실험 목적
■ 실험
■ 결과보고서
1. SERIES REGULATOR
※ 실험에 대한 고찰
2. SHUNT REGULATOR

본문내용

제너다이오드 특성에 따라 어느 일정 값 이상의 항복 전압이 가해졌을 때, 역방향으로 전류가 흐르는 특성을 가지고 있다. 이번 실험에 사용된 D1N4735 제너다이오드는 위 D1N4735의 특성 DateSheet에서도 볼 수 있듯이 일반적으로 6.2V의 항복 전압을 갖는다. 따라서 이번 시뮬레이션 결과를 통해서도 확인해 볼 수 있듯이 입력전압에 +15V를 넣어 주더라도 제너다이오드 특성에 따라 =6.156V를 얻은 것을 볼 수 있다. 이론값과 비교해보면 일치하는 것을 확인할 수 있다. 실제 실험에는 5.1V의 제너다이오드를 사용했다. 제너다이오드의 옆면을 자세히 보면 Z5.1V라고 써있는 것을 볼 수 있다. 따라서 회로를 구성 후 를 측정해보면 위 사진에서도 볼 수 있듯이 5.01V가 나오는 것을 확인할 수 있다. 시뮬레이션과는 다른 제너다이오드를 사용했으므로 당연히 실험값과는 다른 이유이다. 오실로스코프를 통해서도 확인해 볼 수 있는데 5V당 한칸으로 맞춰놓고 실험한 결과 딱 한칸에 맞는 것을 볼 수 있다. 정확히 5.1V가 나오지 않는 이유는 여러 가지 이유가 있는데 회로 구성시 저항 값이 정확하지 일치하지 않아 오차가 발생하게 되고 제너다이오드 또한 만들때 약간의 오차가 발생하기



※ 실험에 대한 고찰
앞에서 series regulator의 회로에 대한 실험을 하였는데, 이번 실험은 shunt regulator의 회로로서 series regulator의 회로에서 control element인 트랜지스터가 부하에 병렬로 연결되어 있어, 저항 R1은 직렬로 연결되어 있는 회로이다. 이 회로의 특성은 series regulator와 유사하나 병렬로 연결된 트랜지스터에서 흐르는 전류를 제어해서 regulation을 실행한다는 것이다. shunt regulator회로에서는 부하저항이나 입력 전압의 변화로 인해 출력 전압이 변화할려고 하면 이를 저항 R3, R4에 의해 그 변화가 감지되고, op-amp 비반전 입력으로 적용된다. 그 전압의 차이는 op-amp의 출력 전압을 줄여 트랜지스터의 컬렉터 전류 를 줄이게 되고, 트랜지스터의 내부 컬렉터 이미저 저항 를 증가시키게 된다. 이러한 작용으로 인해 출력 전압의 저하를 막아 일정한 전압을 유지하게 되는 것이다. 반대로 출력 전압이 증가하려고 할때는 전압을 유지시키게 된다. 일정한 부하전류 과 출력전압 를 가질 때 입력전압의 변화는 shunt 전류 의 변화를 일으키게 되므로 의 식에 따라 일정한 기울기로

참고자료

· 없음