실험03-2 기본선형증폭기

목차

(1) 이론적인 회로 해석 결과, 시뮬레이션 결과 및 실험에 의한 측정 결과를 비교하라.
(2) V1 은 5, 400 Hz 의 정현파가 되도록 하라. Time Domain Analysis를 수행하라. 시뮬레이션 결과로부터 입력전압 V1 과 741 의 출력전압을 도시하라. 전압이득을 구하고, 두 파형의 위상차를 측정하라.
(3) V1 의 주파수를 2 MHz 로 하고 실험절차(2)를 반복하라.
(4) V1 의 주파수를 400 Hz 로 하고, V1 의 진폭을 16 V 로 하여, V1 과 출력을 비교하라.
(5) V1을 VAC 로 교체하라. V1 의 크기는 5 V 로 하라. V1 의 주파수를 10 kHz에서 20 MHz 까지 변화시키면서 AC Sweep Analysis 에 의해 출력의 주파수 특성을 구하라. 이때, points 는 1000 으로 한다. 위의 회로가 unity gain buffer 로 동작하는 최대 주파수를 구하라. 즉 출력이 3 dB 감쇄하는 주파수를 구하라.
(7) V1 은 100 mV, 1000 Hz 의 정현파가 되도록 하라. Time Domain Analysis를 수행하라. 시뮬레이션 결과로부터 입력전압 V1 과 741 의 출력전압을 도시하라. 전압이득을 구하고, 두 파형의 위상차를 측정하라. V1 의 주파수를 2 MHz 로 하고 V1 과 출력을 비교하라.
(8) 실험절차(7)의 회로에서 10의 저항을 20으로 바꾼 후, 반복하라.
(9) 실험절차(7)의 회로에서 V1을 VAC 로 하라. 크기는 100 mV 로 하고, 주파수를 10 Hz에서 20 MHz 까지 변화시키면서 AC Sweep Analysis 에 의해 출력의 주파수 특성을 구하라. 이때, points 는 1000 으로 한다. 위의 증폭기의 대역폭을 구하라. 즉, 출력이 3dB 감쇄하는 주파수를 구하라.

본문내용

동일 각주파수를 갖는 두 교번량에서 그 파형의 최댓값 또는 최솟값 사이에서 측정된 시간 차. 보통 전기각으로 나타낸다. 이때 두 파형 중 어느 한쪽의 파형을 기준으로 해도 상관없다.
▪ 두 파형의 위상차
0 -> 동일한 위상을 가지고 있다.

실험(2)의 회로는 ‘버퍼’이다. 따라서 입력전압이 증폭되지 않고 그대로 전압이득이 거의 1로 유지되어 출력전압이 나오게 된다. 또한 버퍼는 비반전 증폭기의 종류 중의 하나로서 출력 전압이 입력 전압과 동일한 위상을 가지게 된다.
이론적인 회로 해석 결과와 시뮬레이션 결과는 전압이득이 0.01%의 작은 오차가 존재한다. 이론적인 회로 해석 결과와 실험에 의한 측정 결과는 전압이득이 0%의 오차로서 오차가 없다.

<중 략>

▪ 두 파형의 위상차
180° -> 입력전압이 출력전압보다 180°만큼 앞서있다. (전원이 증폭기의 (-) 부분에 있는 반전 증폭기이므로)

실험(8)의 회로는 ‘반전증폭기’이다. 실험(7)과 다른 점은 10의 저항을 20으로 바꾸었다는 것이다. 따라서 전압이득이 두 저항 R1과 R2에 의해 구해지며 - = -20 V/V 가 나온다. 증폭기 이름에서 알 수 있듯이 전압이득이 ‘-’로 나와 출력 전압의 입력 전압에 반전된 형태로 출력된다. 따라서 입력전압이 출력전압보다 180°만큼 앞서있는 위상차를 보이게 된다.
이론적인 회로 해석 결과와 시뮬레이션 결과는 전압이득이 0.001%의 작은 오차를 가지고 있으며, 이론적인 회로 해석 결과와 실험에 의한 측정 결과는 전압이득이 2%의 작은 오차를 가지고 있다.

참고자료

· 없음