27. 차동 증폭기 회로

목차

1. 실험목적

2. 실험 이론

3. 실험 준비물

4. 실험 과정 및 결과
1) BJT 차동 증폭기의 DC 바이어스
2) BJT 차동 증폭기의 AC동작
3) 전류원을 가진 BJT 차돈 증폭기의 DC 바이어스
4) 트랜지스터 전류원을 가진 차동증폭기의 AC동작
5) JFET 차동 증폭기
6) 컴퓨터 실습-1.
7) 컴퓨터실습-2

본문내용

실험 목적
•차동 증폭기 회로에서 DC전압과 AC전압을 계산하고 측정한다
•이들 증폭기의 차동이득과 공통모드 이득을 계산한다.

실험 이론
차동 증폭기는 두 개의 입력, 출력단자를 가진 증폭기이다.

차동 증폭기의 두 입력에 인가된 신호의 위상이 반대이면, 출력에서 그 신호성분은 크게 증폭되지만, 동상(in phase)인 신호성분은 상쇄된다.
차동증폭기 회로에서 직류 바이어스 해석을 하면

I_C1=I_C2=I_C=I_E/2
V_C1=V_C2=V_CC-I_C R_C=V_CC-I_E/2 R_C

교류해석을 하면

단일입력 교류전압이득(V_i1=V_i,V_i2=0)은
A_v1=-(R_C β_1 r_i2+(1+β_2 ) R_E)/(r_i1 r_i2+(1+β_1 ) R_E r_i2+(1+β_2 ) R_E r_i1 )
A_v2=((1+β_1 ) β_2 R_C R_E)/(r_i1 r_i2+(1+β_1 ) R_E r_i2+(1+β_2 ) R_E r_i1 )
r_i1=r_i2=r_i (=βr_e),β_1=β_2=β,R_E 가 매우 크면 A_v1=-R_C/(2r_e ), A_v2=R_C/(2r_e )이다.

차동 교류전압이득(V_i1=-V_i2)은
A_d1=-(β_1 R_C)/(r_i1+r_i2 ),〖 A〗_d2=(β_2 R_C)/(r_i1+r_i2 )이다.
r_i1=r_i2=r_i (=βr_e),β_1=β_2=β이면 A_d1=-R_C/(2r_e ), A_d2=R_C/(2r_e )이다.

공통모드 교류전압이득(V_i1=V_i2=V)은 공통전압이 V_C=(V_i1+V_i2)/2=V_i이므로
A_C1=-(βR_C)/(r_i+2(1+β)R_E )≈-R_C/(2R_E ),A_C2=A_C1 이다.

공통모드 제거의 비 CMRR을 공통모드 이득에 대한 차동모드 이득의 비는
CMRR=|A_d/A_C |=(βr_e+2(1+β)R_E)/(2βr_e ) ≈R_E/r_e 이고 이 값이 클수록 차동 증폭기의 성능이 좋아지나 이미터 전류가 I_E≅V_EE/R_E 이므로 CMRR의 값이 커질수록 이미터 전류가 감소하여 트랜지스터가 작동하지 않게 된는 문제가 발생한다. 이 문제를 해결하기 위해 저항 R_E대신 정전류원을 연결한다.

참고 자료

없음