common-source amplifier 설계

소개

위 그림은 MOSFET 증폭기 중 가장 널리 사용되는 common-source amplifier이다. 여기서 과 는 coupling capacitor이고 는 bypass capacitor이다. 보통 수 F나 그 이상의 큰 값을 가지는 이들 capacitor들은 dc 신호는 막아주고 ac 신호는 통과시키는 스위치와 같은 역할을 한다. 크기가 C인 capacitor의 impedance는 이므로 dc에 해당하는 w=0에서는 capacitor의 impedance 크기가 이 되어 open circuit의 역할을 하고 고주파인 ac에서는 capacitor의 impedance 크기가 작으므로 short circuit의 역할을 한다. small-signal 입력 신호의 주파수가 0이 아닌 경우에는 capacitor의 영향으로 증폭회로의 전압이득은 주파수에 따라 변한다. 아래의 그림은 common-source amplifier의 midband에서의 주파수 응답 파형이다.

목차

1. 목적
2. 실습 준비물
3. 설계 실습 계획서

본문내용

위 그림은 우리가 실험에서 하게 될 Common-source 증폭기의 midband에서의 small-signal 모델이다. 이 주파수 대역의 w에 대해서는 , 와 의 값은 매우 작다. 반면, 내부 capacitor , 의 값은 수 pF나 그 이하일 정도로 매우 작으므로 impedance 인 , 의 값은 매우 크다. 따라서, 이 주파수 대역에서는 , , 는 모두 short되어 있고 와 은 open되어 있다고 볼 수 있다. Midband에서 입력전압으로부터 부하까지의 전압이득(voltage gain)은
로 구할 수 있다.

또한, 신호원에서 부하까지의 전체 전압이득(overall voltage gain)은
로 구할 수 있다.

이들을 midband gain이라 부른다. Midband에서의 common-source 증폭기의 입력저항과 출력저항은 각각 다음과 같다.



1. 목적 : NMOS의 특성을 이해하고 Commom-Source Amplifier를 설계한다.

2. 실습 준비물
함수발생기 : 1개
Oscilloscope (OSC) : 1개
DC Supply : 1개(동시에 2개의 전압출력 필요)
N-Channel enhancement MOSFET : 2N7000 TO-92 (Fairchild) 1개
DMM : 1개
저항 : 가변저항 1MΩ 1개
커패시터 : 1μF 1개 10μF 1개

3. 설계 실습 계획서
(1) MOSFET의 특성
① iD-vDS특성곡선과 iD-vGS특성곡선을 얻기 위한 회로를 구성하라. 이 때, MOSFET으로는 N-Channel enhancement MOSFET인 2N7000(Fairchild)를 사용한다.

참고자료

· 없음