전기공학머신러닝 실험 6. 모스펫 응용회로 및 주파수 특성 결과보고서

소개

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목차

1. 실험 명

2. 실험 개요

3. 실험 결과
(1) 그림 2(a)의 스위칭 회로를 결선하고 함수발생기의 전압 (게이트 입력 전압)을 0으로 한 상태에서 E_MOSFET의 드레인 전압을 측정하고, 드레인 저항에 흐르는 전류를 측정하시오.
(2) 그림 2(a)의 함수발생기의 전압 (게이트 입력 전압)을 4.5V로 한 상태에서 E_MOSFET의 드레인 전압을 측정하고, 드레인 저항에 흐르는 전류를 측정하시오.
(3) 그림 3의 E-MOSFET 증폭기 회로를 결선하고 (예비레포트 4항의 커패시터 값을 사용) 게이트, 드레인, 소스, 출력 (Vout) 에서의 dc 전압을 측정하시오.
(4) 그림3의 회로에 입력전압으로 100mVp-p sine wave (20KHz)를 인가하였을 때 출력 전압의 peak-to-peak 값을 구하고, 입력과의 위상 관계를 측정하시오.
(5) 입력 sine wave의 주파수를 200Hz에서 20KHz까지 변화하면서 출력 파형의 peak-to-peak 값을 측정하시오. 입력 주파수를 바꿀 때 입력 전압의 크기가 바뀌면 입력 전압의 peak-to-peak값을 100mV로 조절한 후 측정하여야 함.

4. 결과 보고서
(1) 실험 1-2 항의 결과를 기술하고, 예비레포트 1항의 결과와 비교 검토하시오.
(2) 실험 3항의 결과를 기술하고, 예비레포트 2항의 결과와 비교 검토하시오.
(3) 실험 4항의 결과를 기술하고, 예비레포트 3항의 결과와 비교 검토하시오.
(4) 실험 4항의 결과 파형에 왜곡이 발생했다면 이유를 설명하시오.
(5) 실험 5항의 결과를 기술하고, 예비레포트 4항의 결과와 비교검토하시오.
(6) 실험 5항의 결과를 바탕으로 주파수 특성(보드플롯)을 그리시오.

5. 실험 고찰

본문내용

1. 실험명
실험 6. 모스펫 응용회로 및 주파수 특성

2. 실험 개요
Field Effect Transistor(FET)의 일종인 MOSFET의 응용 회로들을 구성해보고, 증폭기에서 주파수 특성에 대해 공부한다.

<중 략>

4. 결과보고서
(1) 실험 1-2 항의 결과를 기술하고, 예비레포트 1항의 결과와 비교 검토하시오.
-1번 문항
: 회로를 구성한 후 드레인 전압과 드레인 전류를 측정한 결과는 예상 시뮬레이션의 예상값과 큰 차이가 없었다. 드레인 전압의 경우 예상값과 실제 측정값 사이에 약간의 오차가 존재했으나 허용될 수준의 오차율으로 간주할 수 있으며, 주어진 조건에서 예상된 값에 가깝게 동작되고 있음으로 생각할 수 있다.
-1번 문항과 예비레포트 1항의 비교 검토
: 예비 보고서 1번문제는 스위칭 회로의 포화 전류를 측정하고 드레인 저항 RD가 MOSFET의 자체 저항 RDS(on)보다 상당히 큰 것을 확인하는 문제이다. 목적은 RD에 걸친 전체 전압 강하와 비교하여 RDS(on)에 걸친 전압 강하를 최소화하여 MOSFET이 용량 내에서 효율적으로 작동하도록 보장하는 것이었다. 때문에 RD가 더 커지도록 보장함으로써 회로가 완전히 켜져 있을 때 주로 포화 영역에서 작동하도록 설계되어 스위칭 동작의 분석을 단순화해야 한다. 게이트 공급 전압이 0V인 경우 MOSFET이 꺼져야 하며, 드레인 전압이 20V에 가까운 전압이 생성된다. 실제 측정값은 19.88V, 오차율은 약 0.6%이다. 본 측정은 0V에서 MOSFET의 off 상태를 확인하여 예상치와 거의 일치한다.
-2번 문항
: 게이트 입력 전압을 4.5볼트로 변경한 후 드레인 전압과 드레인 전류를 측정하였다. 드레인 전류는 예상값과 실제 측정값 간의 오차율이 1.52%로 허용할 수 있는 수준의 오차를 보였다. 하지만 드레인 전압의 경우 53.03%의 큰 오차율을 보였는데, 추측되는 원인은 다음과 같다.

참고자료

· 없음