BJT논리반전기

소개

결과]BJT논리반전기

목차

▣실험제목
▣실험목적
▣실험 관련 이론 및 종류 주의사항 특기사항 요점정리 기록
-실험 이론
▣실험방법 및 결과
-실험준비물
-실험
▣고찰 및 평가
-고찰
-평가

본문내용

실험제목
-BJT논리반전기
▣실험목적
-논리 반전기의 회로 기능과 중요한 특성들을이해한다.
-BJT를 이용한 논리 반전기 회로를 실험을 통해 이해한다.
▣실험 관련 이론 및 종류 주의사항 특기사항 요점정리 기록
-실험 이론
1. 이상적인 디지털 논리 반전기
논리 반전기는 입력 신호의 논리 값을 반전시킨다. 따라서 논리 0 입력에 대해 출력은 논리 1일 것이고, 반대로 논리 1 입력에 대해 출력은 논리 0일 것이다.
반전기의 입-출력 전압 전달 특성(voltage transfer characteristic: VTC)을 이용할 것이다. 이상적인 반전기(ideal inverter)의 전압 전달 특성을 나타냈다. 그림으로부터 우리는, 가 저레벨(low level)일 때(일 때) 출력 는 (에 가까운) 고레벨이고, 반대로 가 고레벨(high level)일 때 (일 때) 출력 는 (0 V에 가까운) 저레벨이라는 것을 알 수 있다. 입력 전압이 일 때 출력이 급격하게 전이한다는 점에 주목하기 바란다. 밑의 그림은 이상적인 반전기의 입력 및 출력 전압 파형을 나타낸 것이다.
2. BJT 논리 반전기
실제의 트랜지스터 스위치는, 그러나, 그것의 성능이 완벽하지 않다. BJT를 이용한 간단한 반전기 회로를 그림 16.4에 나타냈다. 이 반전기 회로의 전압 전달 특성을 그림 16.5에 나타냈다. 이 전달 특성은, 그림이 가리키듯이, BJT의 세 가지 동작 영역 즉 차단, 활성, 그리고 포화 영역의 동작에 상응하는 세 개의 직선 분절들로 근사화 된다. 실제의 전달 특성은 분명히 부드러운 곡선이지만, 그림에 나타낸 직선 점근선들을 접근하여 따를 것이다. 우리는 이제 대표적인 경우, 즉 , , , 에 대해 밑의 그림에 전달 특성의 중지점들(breakpoints)의 좌표들을 다음과 같이 계산할 수 있을 것이다.
1. 일 때에는, 트랜지스터가 차단 상태에 있으므로 가 0일 것 이고일 것이다.
2. 에서, 트랜지스터는 도통되기 시작한다. 따라서 일 것이다. 여기서 은 트랜지스터가 도통될 때 베이스 단자와 이미터 단자 사이에 나타나는 전압을 의미한다. 우리는 이제 점의 좌표가 라는 것을 알 수 있다.
3. 일 때에는, 트랜지스터가 활성 영역에 있을 것이다. 따라서 반전기회로는 소신호 이득이 인 증폭기로 동작할 것이다. 일반적으로 이므로, 우리는 이득 식을 다음과같이 간단하게 할 수 있을 것이다.
4. 에서, 트랜지스터는 포화 영역으로 들어간다. 따라서 일 것이다.여기서 는 트랜지스터가 포화되었을 때, 컬렉터단자와 이미터 단자 사이에 나타나는 전압을 의미한다. 트랜지스터가 포화되었을 때의 컬렉터 전류 는 옴의 법칙에 의해 다음과 같이 구해질 것이고, 이 때의 베이스 전류 는 일 것이다. 따라서 우리가 사용하고 있는 값들에 대해서는 일 것이다. 우리는 이 전류를 이용하여를 다음과 같이 구할 수 있을 것이다.
우리는 이제 점의 좌표가 라는 것을 알 수 있다.
5. 일 때에는, 트랜지스터가 더 깊게 포화될 것이고, 일 것이다.
3. 상승시간 및 하강시간
논리 반전기의 실제의 입-출력 전압 파형그림을 위에 나타냈다. 그림에 나타냈듯이, 유한한(0이 아닌) 상승 시간(rise time) 과 하강 시간(fall time) 를 가진 임의의 입력 펄스가 논리 반전기에 인가되었을 때, 출력에 나타나는 반전된 펄스는 유한한 상승 및 하강 시간들을 보일 것이다(상승 시간에는 라는 명칭이 붙어 있고 하강 시간에는 라는 명칭이 붙어 있는데, 첨자 는 저레벨에서 고레벨로의 전이를 의미하고, 은 고레벨에서 저레벨로의 전이를 의미한다). 입력과 출력 파형들 사이에는 지연 시간도 있다. 전파 지연(propagation delay)을 규정하는 통상의 방법은, 고레벨에서 저레벨로의 전파 지연 과 저레벨에서 고레벨로의 전파 지연 의 평균을 취하는 것이다. 그림에 나타냈듯이, 이 지연들은 입력과 출력 파형들의 점들 사이에서 측정된다. 전이 시간들이 출력 진폭 의 와 점들을 이용하여 지정된다.

참고자료

· 없음