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서강대학교 22년도 전자회로실험 7주차 결과레포트 (A+자료)

"서강대학교 22년도 전자회로실험 7주차 결과레포트 (A+자료)"입니다
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최초등록일 2024.03.24 최종저작일 2022.04
서강대 전자공학 전자회로실험 전회실
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서강대학교 22년도 전자회로실험 7주차 결과레포트 (A+자료)
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    • 📊 BJT 트랜지스터를 활용한 증폭기 설계 및 분석 방법 학습
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    소개

    "서강대학교 22년도 전자회로실험 7주차 결과레포트 (A+자료)"입니다

    목차

    Ⅰ. 실험목적
    Ⅱ. 이론
    Ⅲ. 실험 결과 및 분석
    Ⅳ. Discussion

    본문내용

    1. 실험 목적
    - BJT를 이용한 A급 음성 전력 증폭기의 동작을 확인해본다.
    - 푸시풀 증폭기를 통해 입출력 특성을 확인해본다.

    2. 이론
    - 전력 증폭기

    전력 증폭기는 트랜지스터의 VBE가 입력신호의 주기 360o에 대해 얼마나 순방향으로 바이어스되느냐에 따라 360o는 A급, 180~360o는 AB급, 180o는 B급, 180o 이하는 C급으로 구분된다.

    - A급 음성 증폭기

    위의 회로는 공통 에미터 증폭기를 이용한 A급 음성 증폭기이다. 바이어스 조건에 의해 트랜지스터가 계속 turn on되어 콜렉터로 전류가 흐르기에, A급이라 할 수 있다.

    - 푸시풀 전력 증폭기

    푸시풀 증폭기는, npn과 pnp BJT를 이용한 두개의 에미터 팔로어가 결합된 증폭기이다. Vin의 범위에 따라 npn 또는 pnp가 turn on되어, gain이 1에 가까운 팔로잉 동작을 하게 된다. 이때 Vin이 -0.7V ~ 0.7V 이내라면, BJT가 둘 다 turn off (cutoff region)되어 Vout 이 0V로 출력되는데,, 이것을 크로스오버 왜곡이라고 한다.
    크로스오버 왜곡


    이러한 크로스오버 왜곡을 없애거나 줄이기 위해서는, 저항을 이용해 Q1과 Q2에 바이어스를 걸어주거나, 다이오드를 voltage regulator로서 사용할 수 있다. 위의 회로에서 입력이 B에 연결된다면, 입력 신호가 0V보다 커지는 순간 Q1이 on, 0V보다 작아지는 순간 Q2가 on되어, 크로스오버 왜곡이 발생하지 않을 것이다. 이때 Q1의 베이스와 Q2의 베이스는 대략 1.4V의 전압 차이를 가져야 한다.
    - A급 음성 증폭기

    위의 회로는 2개의 공통 에미터 증폭기가 연결된 A급 2단 증폭기이다.
    - 푸시풀 증폭기

    위의 회로는 공통 에미터 증폭기를 이용한 출력이 푸시풀 증폭기의 입력으로 들어가게 되는 회로이다.

    참고자료

    · 없음

  • AI와 토픽 톺아보기

    • 1. BJT를 이용한 A급 음성 전력 증폭기
      BJT를 이용한 A급 음성 전력 증폭기는 높은 선형성과 낮은 왜곡 특성을 가지고 있어 고품질 오디오 시스템에 널리 사용되고 있습니다. 이 증폭기는 입력 신호에 비례하여 출력 전류가 변화하는 특성을 가지고 있어 전력 효율이 낮은 단점이 있지만, 안정적인 동작과 우수한 음질 특성으로 인해 여전히 많은 애호가들에게 선호되고 있습니다. 이 증폭기의 설계 및 구현에는 BJT의 바이어스 회로, 열 안정성, 부하 매칭 등 다양한 고려 사항이 있으며, 이를 잘 해결하는 것이 중요합니다. 향후에는 전력 효율 개선을 위한 연구가 필요할 것으로 보입니다.
    • 2. 푸시풀 전력 증폭기
      푸시풀 전력 증폭기는 두 개의 증폭기 소자를 이용하여 입력 신호의 양의 반주기와 음의 반주기를 각각 증폭하고 이를 합성하여 출력하는 방식입니다. 이를 통해 높은 전력 효율과 낮은 왜곡 특성을 얻을 수 있어 오디오 및 전력 전자 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 푸시풀 증폭기의 설계 시 고려해야 할 사항으로는 두 증폭기 소자의 정확한 바이어스 조정, 상보적 구조 구현, 열 관리, 부하 매칭 등이 있습니다. 또한 최근에는 고효율 스위칭 모드 푸시풀 증폭기에 대한 연구도 활발히 진행되고 있습니다. 이를 통해 더욱 높은 전력 효율과 우수한 음질 특성을 가진 증폭기 설계가 가능할 것으로 기대됩니다.
    • 3. 다단 증폭기
      다단 증폭기는 여러 개의 증폭 단을 직렬로 연결하여 높은 이득을 얻는 회로 구조입니다. 이를 통해 낮은 입력 신호를 충분히 증폭할 수 있어 마이크, 센서 등의 신호 처리에 널리 사용됩니다. 다단 증폭기 설계 시 고려해야 할 사항으로는 각 단의 이득 조정, 바이어스 안정화, 노이즈 억제, 대역폭 확보 등이 있습니다. 또한 최근에는 능동 피드백 회로, 전력 효율 개선 기법 등을 적용한 고성능 다단 증폭기에 대한 연구도 활발히 진행되고 있습니다. 이를 통해 더욱 우수한 증폭 특성과 안정성을 가진 다단 증폭기 설계가 가능할 것으로 기대됩니다.
    • 4. 변형된 푸시풀 증폭기
      변형된 푸시풀 증폭기는 기존 푸시풀 구조에 추가적인 회로 요소를 도입하여 성능을 개선한 것입니다. 대표적인 예로 클래스 AB 푸시풀 증폭기, 보완 푸시풀 증폭기 등이 있습니다. 이러한 변형 회로들은 높은 전력 효율, 낮은 왜곡, 우수한 열 안정성 등의 장점을 가지고 있어 오디오, 전력 전자, 산업용 드라이브 등 다양한 분야에 활용되고 있습니다. 변형 푸시풀 증폭기 설계 시에는 각 회로 요소의 최적화, 바이어스 조정, 부하 매칭 등이 중요하며, 최근에는 고효율 스위칭 모드 변형 푸시풀 증폭기에 대한 연구도 활발히 진행되고 있습니다. 이를 통해 더욱 우수한 성능의 전력 증폭기 설계가 가능할 것으로 기대됩니다.

  • 자료후기

      Ai 리뷰
      BJT 기반 증폭기 회로의 동작 원리와 특성을 실험을 통해 확인하고, 시뮬레이션 결과와 비교 분석하였다.

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