실험예비25 차동증폭기

소개

1. 기초 이론


차동 증폭기는 두 입력 신호의 전압차를 증폭하는 회로이다. 연산 증폭기나 Emitter coupled 논리게이트의 입력단에 주로 쓰인다. 각 입력 단자의 전압을 와 로 나타내면, 출력단자의 전압 Vout은 다음과 같다.

이 때, Ad는 차동 신호 이득(differential-mode gain), Ac는 동상 신호 이득(common-mode gain)을 뜻한다. 동상 신호 제거비(common-mode rejection ratio)는 차동 신호 이득과 동상 신호 이득의 비율이다.

위의 공식에서 Ac가 0에 가까워질 수록 CMRR은 무한대로 증가한다. 만약 Ac = 0이면, 완벽한 대칭성을 가진 차동 증폭기로, 출력 전압은 이다.
한편, 한 개의 입력단자를 가진 증폭기도 차동 증폭기의 범주에 포함된다고 볼 수 있다. 차동 증폭기의 두 개의 입력중 하나를 접지시키면 한 개의 입력단자를 가진 증폭기와 같아지기 때문이다.
차동 증폭기는 negative feedback을 이용하는 시스템에서 많이 쓰인다. 이 때 두 입력 단자는 각각 원래의 입력 신호, 되먹임 신호와 연결된다. 일반적인 증폭용도 외에도 전동기와 servo의 제어에도 쓰인다.

목차

1. 기초 이론
2. 실험 목적
3. 실험 과정 및 장비
(1) 실험장비 및 재료
(2) 실험 방법

본문내용

1. 기초 이론
차동 증폭기는 두 입력 신호의 전압차를 증폭하는 회로이다. 연산 증폭기나 Emitter coupled 논리게이트의 입력단에 주로 쓰인다. 각 입력 단자의 전압을 와 로 나타내면, 출력단자의 전압 Vout은 다음과 같다.
이 때, Ad는 차동 신호 이득(differential-mode gain), Ac는 동상 신호 이득(common-mode gain)을 뜻한다. 동상 신호 제거비(common-mode rejection ratio)는 차동 신호 이득과 동상 신호 이득의 비율이다.
위의 공식에서 Ac가 0에 가까워질 수록 CMRR은 무한대로 증가한다. 만약 Ac = 0이면, 완벽한 대칭성을 가진 차동 증폭기로, 출력 전압은 이다.
한편, 한 개의 입력단자를 가진 증폭기도 차동 증폭기의 범주에 포함된다고 볼 수 있다. 차동 증폭기의 두 개의 입력중 하나를 접지시키면 한 개의 입력단자를 가진 증폭기와 같아지기 때문이다.
차동 증폭기는 negative feedback을 이용하는 시스템에서 많이 쓰인다. 이 때 두 입력 단자는 각각 원래의 입력 신호, 되먹임 신호와 연결된다. 일반적인 증폭용도 외에도 전동기와 servo의 제어에도 쓰인다.
◎ 차동 증폭기의 회로표시
그림 (a)는 두 개의 입력과 하나의 출력을 표시하는 차동 증폭기이고 그림 (b)는 두 개의 입력과 두 개의 다른 출력을 갖는 2입력 차동 증폭기이다. 그림에서 마이너스와 플러스 표시 (- 와 +)는 출력 3에 대해 반전입력과 비반전 입력을 의미한다.
2. 실험 목적




(2) 실험 방법
① 단일입력
그림 (a)의 회로를 연결한다. 1kHz의 정현파를 T의 1차측에 인가하여, 차동 증폭기의 입력 v1으로 사용한다. 스위치 S1,S2,S3를 연다.
컬렉터 공급전압, VCC를 10V로, 이미터 공급전압, VEE를 9V로 조절한 후, S1,S2 를 닫는다.
Q1의 컬렉터와 접지 사이의 전압 (VC1)과 Q2의 컬렉터와 접지 사이의 전압(VC2)의 전압이 약 5V가 되는가 확인한다. VC1,VC2 전압과 이미터 공통 접점에서 접지까지의 전압을 측정하여 표 25-1에 기록한다.
스위치 S3를 닫는다. 오실로스코우프를 사용하여 1kHz의 입력 파형을 관찰하면서, v1=50mV가 되도록 신호발생기 출력을 조정한다.
발생기 신호를 사용하여 오실로스코프를 외부 trigger/sync 모드로 조정한다.
Q1의 베이스파형을 관찰한다. 이때 오실로스코우프의 단자를 조정하여 화면에 한 개 또는 두 개의 파형이 나타나도록 한다. 기준파형 v1을 표 25-2와 같이 관찰 및 측정하여 표에 기록한다.
스위치 S1,S2,S3를 열고, 그림 25-8(b)와 같이 Q2의 베이스에 v2가 입력 되도록 회로를 수정한다.
스위치 S1,S2,S3를 닫고, 실험과정를 반복한다.
② 차동모드
스위치 S1,S2,S3을 연다. 이 때

참고자료

· 없음