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전자회로실습 7. 다이오드 응용실험 클리퍼, 클램퍼

7, 다이오드 응용실험(클리퍼, 클램퍼)예비 Report전자회로실습전자공학과20250000 홍길동김교수 교수님1. 실험 개요 및 원리어떤 정해진 값으로 신호 전압을 제한하거나 파형에 직류 DC성분을 더해주는 것이 필요 할 때에, 클리퍼, 클램퍼를 사용한다. 클리퍼는 리미터라고도 불리며, 다이오드와 저항을 사용하여 회로를 구성할 수 있다.양의 클리퍼는 다이오드의 특성을 이용하여 입력 파형에서 양의부분을 잘라버리고 음의 방향만 출력하는 회로이고, 음의 클리퍼는 입력 파형에서 음의부분을 잘라버리고 양의 부분만 출력하는 회로이다.슬라이서는 정현파나 펄스의 상하는 전기적으로 잘라내고 출력측에서 그 나머지를 얻는 클리퍼회로를 슬라이서라고 부른다. 이 회로의 출력은 두 개의 불연속점을 가지며, 이 회로에서는 바이어스 되어있는 값의 크기에 따라서, 양의 부분과 음의 부분이 모두 잘려나가는 회로이다.클램퍼는 파형의 형태는 변화시키지 않고, 어떤 다른 DC레벨에 고정시키는 회로이다. 이 회로는 커패시터와 저항, 다이오드를 이용하여 구성할 수 있다. 클램퍼 회로에서는 입력 전압이 일정 값을 유지하기 위하여 시상수 RC가 충분히 커야 거의 방전이 일어나지 않는다. 클램퍼는 입력 신호의 모양은 변하지 않고 DC레벨만이 음 또는 양의 방향으로 이동한다.2. 실험 방법2.1 직렬 클리퍼(1) peak-to-peak 전압이 10V이고 주파수가 1kHz인 정현파를 출력하도록 신호 발생기를 설정한다.(2) 그림의 회로를 구성하고 D1은 신호용 실리콘 다이오드를 사용하고, R은 150kΩ을 사용한다.(3) 오실로스코프를 사용하여 입력 파형을 관찰, 2주기 입력 파형을 기록한다.(4) 오실로스코플르 사용하여 출력 파형을 관찰, 2주기 출력 파형을 기록한다.(5) 회로에서 다이오드의 방향을 바꾸어 회로를 구성한다.(6) 오실로스코프를 사용하여 입력 파형의 2주기와 출력 파형의 2주기를 각각 기록한다.2.2 병렬 클리퍼(1) peak-to-peak 전압 10V이고 주파수가 1kHz인 정현파를 출력하도록 신호 발생기를 설정한다.(2) 그림의 회로를 구성하고 R은 150kΩ을 사용한다.(3) 오실로스코프를 사용하여 2주기의 입력 파형과 2주기의 출력 파형을 각각 기록한다.(4) 그림의 회로에서 다이오드의 방향을 바꾸어 회로를 구성한다.(5) 위 실험과 같이 오실로스코프를 사용하여 2주기의 입력 파형, 2주기의 출력 파형을 기록한다.2.3 슬라이서(1) peak-to-peak 10V, 주파수 1kHz 인 정현파를 신호 발생기로 설정한다.(2) 기름의 회로를 구성하고 스위치 s1과 s2를 개방한다. 직류 전원 Vbias의 전압을 6V로 설정하고, 가변저항 R2를 조절하여 점 F와 B사이의 전압과 B과 G사이의 전압에 각각 3V가 걸리도록 한다.(3) 오실로스코프로 2주기의 입력 파형을 관찰하여 기록한다.(4) 스위치 S1은 닫고, 오실로스코프를 사용하여 2주기의 출력 파형을 관찰하여 기록한다.(5) 스위치 S1은 열고, S2는 닫은 후, 2주기의 출력 파형을 관찰하여 기록한다.(6) 스위치 S1과 S2를 모두 닫은 후, 2주기의 출력 파형을 관찰하여 기록한다.(7) 위의 회로를 그대로 유지하고 Vbias만 8V로 설정한 후, 2주기의 출력 파형을 관찰하여 기록한다.(8) Vbias만 4V로 설정한후, 2주기의 출력 파형을 그린다.(9) 스위치 S1과 S2를 모두 개방한 후, Vbias를 6V로 설정하고 R2를 조절하여 F와 B사이가 2V, B와 G사이가 4V가 되도록한다.(10) 스위치 S1과 S2를 모두 닫은 후, 오실로스코프를 사용하여 2주기의 출력 파형을 그린다.2.4 클램퍼(1) 그림의 회로를 구성한다. 저항 R=150kΩ, 커패시터 C=0.1uF을 사용한다.(2) peak-to-peak 전압이 10V이고 주파수는 1kHz인 정현파를 신호 발생기로 설정한다.(3) 오실로스코프를 사용하여 2주기의 입력 파형, 출력 파형을 그린다.(4) 다이오드 방향을 바꾸어 결선하고, 2주기의 입력 파형과 2주기의 출력 파형을 그린다.(5) 그림에 bias된 회로를 구성한다. peak-to-peak 전압은 10V, Vbias는 4V, 주파수는 1kHz이다.(6) 오실로스코프를 사용하여 2주기의 입력 파형과 2주기의 출력 파형을 그린다.(7) 가변 직류 전원 Vbias를 -4V로 설정한 후, 오실로스코프를 사용하여 출력 파형을 그린다.(8) 회로에서 다이오드의 방향만 바꾸어 회로를 구성한다. 가변 직류 전원 Vbias를 4V로 설정하고 입력 파형, 출력 파형을 그린다.(9) 가변 직류 전원 Vbias를 -4V로 설정한 후, 오실로스코프를 사용하여 출력파형을 관찰, 기록한다.3. 시뮬레이션3-1. 양의 클리퍼3-2. 음의 클리퍼3-3. 슬라이서3-4. 클램퍼4. 문제4.1 특정 전압값 이상 또는 이하로 입력 신호 전압을 제한하는 회로는?- 클리퍼4.2 입력 전압의 파형은 변화시키지 않으면서 입력 파형을 특정 직류 전압 레벨에 고정시키는 회로는?- 클램퍼주관식4.3 클리핑 회로에서 출력 파형이 연속적이지 못하고 끊기는 현상이 발생하는 원인을 간단히 기술하시오.- 클리핑 되는 부분이 바이어스 된 전압 Vbias보다 크거나 작을 경우 잘리는 것이기 때문에, 불연속 점이 생기게 된다.4.4 클램퍼 회로에서 입력 전압을 유지하기 위한 조건을 시상수로 설명하시오.

공학/기술| 2025.08.22| 9페이지| 1,500원| 조회(61)

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전자회로실습 6. 전파 정류회로

6. 전파 정류회로예비 Report전자회로실습전자공학과20250000 홍길동김교수 교수님1. 실험 개요 및 원리전파 정류회로는 입력 교류전압의 1주기 동안의 에너지를 모두 출력에 전달한다. 그러므로 출력에 전달되는 평균 전류는 반파 정류회로의 두 배가 된다.중간 탭을 가진 변압기를 이용한 전파 정류회로는 양의 반주기와 음의 반주기로 나누어지며, 정현파가 입력이 되면 각각의 반주기에서는 하나의 다이오드는 역방향 바이어스, 또 다른 다이오드는 순방향 바이어스로 동작하게 되어 정현파의 양의 부분과 음의 부분 모두 출력에 전달되기 때문에, 출력되는 전압의 파형은 주파수가 2배가 된다 중간 탭 변압기를 이용한 전파 정류회로는 2개의 다이오드가 반주기씩 동작하게 된다.Bridge형 전파 정류회로에서는 4개의 다이오드를 사용하여 구성한 Bridge회로에서 전류의 방향에 따라 D1, D4가 함께, D2, D3가 같은 방향의 전압이 걸린다. 한쪽에 순방향 전압이 걸리면 다른 한쪽에는 역방향 전압이 걸리는 방법으로 중간 탭 변압기와 같이 주파수가 2배가 되는 전파(full wave)가 출력에 전달된다.브리지 정류회로는 중간 탭 정류회로 보다 피크전압과 직류전압이 각각 2배이다. 다이오드를 2개 더 사용하지만 그 대신에 직류 출력전압이 2배로 보상된다.2. 실험방법2.1 중간탭 변압기 전파 정류회로(1) 회로를 구서하고 변압기는 2차 전압이 다이오드의 항복전압을 초과하지 않도록 선정한다. 오실로스코프는 외부 동기 방식으로 설정한다. 오실로스코프로 회로의 특정 지점 전압을 측정할 시, Vac를 외부 동기신호로 사용하며, 측정하려는 전압을 수직 입력에 연결하면 된다. 이 때 수직 입력 신호와 동기 입력 신호는 C 점을 ground 로 사용한다. 이것은 입력 신호와 출력 신호 사이의 위상차를 관측하기 위한 것이다.(2) 스위치 S1과 S2는 닫고 S3를 열고, 입력 전압 Vac와 출력 전압 Vdc를 오실로스코프로 관측하여 2주기 이상의 파형, p-p전압을 기록한다. 멀티미터를 사용하여 AC사이와 DC 사이의 직류 전압을 측정하여 표에 기록한다. 이것은 D1으로 구성된 반파 정류회로의 입력과 출력에 해당한다.(3)스위치 S1과 S3는 닫고 S2를 연다. 입력 전압 Vbc와 출력전압 Vdc를 측정하고 파형,p_p 값을 기록한다. 멀티미터를 사용하여 BC사이와 DC 사이의 직류 전압을 측정한다. 이것은 D2로 구성된 반파 정류회로의 입,출력이다.(4) 모든 스위치를 닫아 전파 정류회로를 만든다. 입력 전압 Vac와 출력전압 Vdc에 대해 위 (2)의 실험을 반복한다. 이 실험은 스위치를 모두 닫고 실시하였으므로 전파 정류 회로로 동작한다. 측정된 파형을 기록한다.2.2 Bridge 형 전파 정류회로(1) 그림의 회로를 구성하는데, 여기서 센터 탭이 있는 변압기는 앞의 실험에서 사용한 변압기를 그대로 사용하기 위한 것이다.(2) 스위치 S1을 닫고, 전원 트랜스의 2차측에서 전압 Vcb의 파형을 기록하고 Vcb의 p_p 값을 기록한다.(3) RL양단에 오실로스코프를 연결하고, 정류 출력전압 VOUT의 파형을 그리고 p-p값을 기록한다.(4) 다이오드 D1의 양단전압을 오실로스코프로 관찰하고, 그 파형을 그래프에 기록한다.(5) 멀티미터로 RL 저항 양단간의 직류 전압을 측정하여 표에 기록한다.3. 주관식 문제(1) 항복 전압에 대해 설명하시오.-정류기에 사용되는 한계 전압을 항복전압이라고 부르며, 이 항복전압을 넘으면, 다이오드 내부의 공핍층이 파괴되어 갑자기 큰 전류가 흐르게 되고, 다이오드가 타버리는 현상이 발생한다.4. 시뮬레이션5. 측정값VT(1) 중간 탭을 가진 변압기를 이용한 전파 정류회로VT입력파형출력파형표 6.1 스위치 S1과 S2는 닫고 S3을 열었을 때측정전압Peak-to-Peak 전압(Vp-p)직류전압 (V)입력전압 VAC출력전압 VDCVTVT입력파형출력파형-그래프 6.2 스위치 S1과 S2는 닫고, S2는 열었을 때 -표 6.2측정전압Peak-to-Peak 전압(Vp-p)직류전압 (V)입력전압 VBC출력전압 VDCVTVT입력파형출력파형표 6.3 스위치 S1과 S2, S3을 닫았을 때측정전압Peak-to-Peak 전압(Vp-p)직류전압 (V)입력전압 VAC출력전압 VDC(2) 브리지형 전파 정류회로VTVT1) 전압 파형VTVCBVOUTD1 양단 전압표 6.4 브리지형 전파 정류회로의 전압 측정VCB(p-p)VOUT(p-p)RL 양단간의 dc 전압전압(V)(V)(V)

공학/기술| 2025.08.22| 5페이지| 1,500원| 조회(60)

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전자회로실습 10. 트랜지스터 직류 바이어스 실험

10. 트랜지스터 직류 바이어스 실험예비 Report전자회로실습전자공학과20250000 홍길동김교수 교수님1. 실험 개요 및 원리바이어스 방법에는 베이스 바이어스, 에미터 바이어스, 전압 분배기 바이어스, 컬렉터 피드백 바이어스, 이렇게 4가지가 있다. 베이스 바이어스는 동작점 Q가 온도 변화에 매우 민감 하기 때문에 안정적이지 못하다. 전압 분배기 바이어스는 동작점의 안정도가 우수하여 가장 광범위하게 사용한다. 컬렉터 피드백 바이어스는 베이스 저항을 전압원에 직접 연결하지 않고 컬렉터로 피드백 시킨 구조로, 베이스-에미터 접합 IBE에 바이어스를 걸기 위한 것이다. 컬렉터 피드백 바이어스의 안정도는 BDC의 증가로 전류가 증가하려 해도 VBE의 감소에 따른 베이스 전류의 초기 증가를 상쇄시키는 역할을 하게 되어 안정한 컬렉터 전류를 유지하려는 경향을 보인다.2. 실험 방법2.1 베이스 바이어스 회로 실험(1) 그림의 회로를 구성한 다음 표에 표시된 전압 전류량을 측정하여 측정값을 기록한다.(2) 베이스 DC바이어스 회로를 이론적으로 해석하여 얻어지는 이론값을 표에 기록하고 트랜지스터를 다른 부품으로 교체한 후 위 과정을 반복한다.2.2 에미터 바이어스 회로 실험.(1) 그림의 회로를 구성한 다음 표에 표시되어있는대로 전압, 전류량을 측정한다.(2) 에미터 DC 바이어스 회로를 이론적으로 해석한 값을 기록하고, 트랜지스터를 다른 부품으로 교체후 반복한다.2.3 전압분배기 바이어스 회로 실험(2) 이 실험 역시 회로를 구성하고 전압, 전류량을 측정한 뒤에 이론적으로 해석한 값을 기록한다.2.4 컬렉터 피드백 바이어스 회로 실험.(1) 이 실험 역시 회로를 구성하고, 전압, 전류량을 측정, 이론치를 기록하고 부품 교체후 반복한다.3. 시뮬레이션(1) 베이스 바이어스시뮬레이션(2) 에미터 바이어스 시뮬레이션(3) 전압분배기 바이어스시뮬레이션(4) 컬렉터 피드백바이어스 시뮬레이션4. 실험 결과 표측 정 량측 정 값이 론 값트랜지스터 Q1트랜지스터 Q2VRB (V)IB (uA)IC (mA)VC(=VCE) (V)베이스 바이어스회로 실험결과측 정 량측 정 값이 론 값트랜지스터 Q1트랜지스터 Q2VRB (V)IEIC (mA)

공학/기술| 2025.08.22| 6페이지| 1,500원| 조회(43)

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전자회로실습 9. 트랜지스터 기초 및 컬렉터

9. 트랜지스터 기초 및 컬렉터예비 Report전자회로실습전자공학과20250000 홍길동김교수 교수님1. 실험 개요 및 원리트랜지스터는 이미터, 베이스, 컬렉터라 불리는 3개의 단자로 이루어 져있다. 연결 형대에 따라 npn 형과 pnp 형으로 구분된다. 트랜지스터의 전류의 기준방향은 에미터 단자 전류의 화살표 방향을 기준으로 한다.에미터-베이스 저항은 1kΩ이하의 낮은 순방향 저항값을 가지고, 100kΩ이상의 높은 역방향 저항값을 가진다. 컬렉터-베이스 저항역시 1kΩ이하의 낮은 순방향 저항값을 가지고, 100kΩ이상의 높은 역방향 저항값을 가진다. 컬렉터-에미터 저항은 극성에 관계없이 매우 높은 저항값을 가진다. 트랜지스터는 동작 구간이 3구간으로 나누어지며, A-B 구간, 0.7V 까지는 점자 증가하여 순방향 바이어스를 유지하고, B-C 구간에서는 역방향 바이어스 상태로, V가 계속 증가하더라고 컬렉터 전류는 일정한 값을 유지하게 된다.계속해서 V가 증가하면 동작 구간 C이상에서는 항복현상이 일어나 소자가 파괴된다.트랜지스터에서 입력 전압 VBB를 0으로 하여 베이스 전류를 0으로 고정하면 JBE와 JBC가 모두 역방향 바이어스 상태가 되기 때문에 컬렉터 전류는 약간의 누설전류 외에는 거의 흐르지 않게 된다. 이때 트랜지스터는 차단 영역에서 동작한다고 정의한다.2. 실험 방법2.1 단자식별 실험(1) 2N3904 트랜지스터의 3개의 단자를 임의로 A단자, B단자, C단자로 지정한 다음 각 단자를 각각 베이스로 가정하여 다른 두 개의 단자와의 저항값을 측정하여 기록한다.(2) 각 단자간의 저항값을 근거로 하여 트랜지스터 단자를 식별한 후 표에 기록한다.2.2 컬렉터 특성곡선 실험(1) 그림과 같은 회로를 브레드 보드에 결선한다.(2) IB가 100 A가 되도록 베이스 인가전압 VBB를 조정한 다음 컬렉터 인가 전압 VCC를 변화시키면서 VC(=VCE)와 IC를 측정하라.(3) (2)의 과정을 IB를 변화시키면서 반복하여 표를 완성하라.(4) 표 2의 결과표를 이용하여 VCE와 IC의 그래프를 IB를 매개변수로 하여 그려라.3. 시뮬레이션-트랜지스터 특성곡선-4. 실험 결과(1) 단자식별 결과표Base 가정 단자단자간 저항측정측정값(Ω)단자식별A 단자RAB A(-), B(+)RAC A(-), A(+)

공학/기술| 2025.08.22| 3페이지| 1,500원| 조회(42)

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전자회로실습 8. 제너 다이오드

8. 제너 다이오드예비 Report전자회로실습전자공학과20250000 홍길동김교수 교수님1. 실험 개요 및 원리제너 다이오드는 역방향 바이어스 특성을 이용하는 다이오드이다. 바이어스 전압을 계속 증가시키면 항복현상이 일어나는데 비교적 낮은 전압에서 급격한 항복효과가 일어나는 제너 항복이 있다.항복 전압 이상의 전압이 공급되면 자유 전자들이 생성되어 전류가 급격히 흐르게 된다. 여기서 과도한 전류가 흐르는 현상을 눈사태 항복이라한다. 제너 항복은 이러한 눈사태 항복보다 낮은 역바향 전압에서 항복이 일어나는 것이 특징이다.이러한 제너 다이오드의 특성을 이용하여 전압조정기로서 회로에 많이 사용한다. 이 때, 역방향 전류는 제너 무릎 전류와 제너 최대 전류 사이에서 유지되어져야 한다. 만약 무릎전류보다 낮으면 기능을 상실하고, 최대 전류보다 많이 흐르게 되면 다이오드가 손상된다.2. 실험방법2.1 제너 다이오드의 전류-전압 특성(1) 그림의 회로를 결선하고 전압원의 출력 전압 Vs를 0V로 조정한 후 스위치 S를 닫은 후 전류계 A의 값을 기록한다. Vs=0V 이면, VAB=0V 이므로 VAB=0V 란에 기록한다. 이 때의 저항값도 기록한다.(2) 다이오드의 양단 전압 VAB가 2.0v가 되도록 전압원의 전압 출력 Vs를 설정한 후 전류계 A의 값을 기록한다. 이 때의 다이오드 저항 RZ를 구하여 해당란에 기록한다. (RZ=VAB/I)(3) 표에 주어진 모든 VAB값에 대해 실험을 반복, VAB 값이 일정하게 유지되는 Vs값의 범위를 얻을 수 있다.(4) 그림의 스위치를 개방한 후, 제너 다이오드를 반대로 연결하여 순방향 특성 실험회로를 구성한다.(5) 표에 주어진 모든 VAB값에 대해 다이오드에 흐르는 전류와 그 때의 다이오드의 저항을 구하여 기록한다.2.2 제너 다이오드의 전압 조절 기능(1) 그림의 회로를 결선한다. 스위치 S를 개방한 후 전압원 Vs의 출력 전압을 0V로 설정한다.(2) 스위치를 닫고 전압원의 전압 출력 Vs를 4V로 설정한다. 이 때의 전류계 A1과 A2 및 전압계 V의 값을 기록한다.(3) 표의 모든 Vs에 대해 실험을 반복한다.3. 시뮬레이션 학습

공학/기술| 2025.08.22| 4페이지| 1,500원| 조회(56)

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