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공통-이미터 증폭기의 입력 저항, 전압 이득, 그리고 출력 저항을 실험

1. 목적공통-이미터 증폭기의 입력 저항, 전압 이득, 그리고 출력 저항을 실험을 통해 구한다.2. 이론1) 공통-이미터 증폭기 구성공통-이미터 증폭기 구성을 그림에 나타냈다. 회로에서,v _{s}는 증폭기에 인가된 입력 신호전원을 나타내고,R _{s}는 그것의 내부 저항이다.R _{L}은 증폭기의 출력v _{0}를 취하기 위한 부하 저항이다. 큰 커패시터인C _{1}과C _{3}는 신호 주파수에서 입력 신호 전원과 부하 저항을BJT에 결합시키는 역할을 한다. 한편, 또다른 큰 커패시터인C _{2}는 이미터를 접지에 결합시키는 역할을 한다. 이미터에 흐르는 신호전류가C _{2}를 통해 접지로 흐르므로, 저항R _{E} 를 바이패스한다고 해서C _{2}를 바이패스 커패시터라고 부른다.2) 직류 해석위의 그림의 회로에서 커패시터들은 직류를 차단한다. 따라서 증폭기의 직류 해석에서는 이들 커패시터를 개방 회로로 대체해야 한다.3) 소신호 해석① 모든 직류 전원들을 제거한다.② 모든 커패시터들을 단락 회로로 대체한다.③ 트랜지스터를 그것의 소신호 모델로 대체한다.④ 소신호 등가 회로를 해석하여 증폭기 파라미터, 즉 입력 및 출력 저항, 전압 이득 등을 계산한다.3. 기기 및 부품? 기기 : 멀티미터, 직류-전력 공급기, 함수 발생기, 오실로스코프? 부품 : 저항기 -100 OMEGA ,`4.7k OMEGA ,`6.8k OMEGA ,`10k OMEGA ,`100k OMEGA 커패시터 -1 mu F(전해)(3개)트랜지스터 ? 2N2222(npn형) 또는 2N3904(npn형)4. 준비직류 해석1) 그림 10.1의 공통-이미터 증폭기 회로에서R _{s} =100 OMEGA ,````R _{B} =100k OMEGA ,````R _{E} =10k OMEGA ,R _{C} =6.8k OMEGA ,R _{L} =4.7k OMEGA ,`C _{1} =`C _{2} =C _{3} =1 mu F,`V _{CC} =V _{EE} =10V 이고, 트랜지스터의beta =150이다. 또한, 트랜지스터가 정상적으로 동작할 때V _{BE}는 약0.7V이다. 증폭기의직류 전류들 즉I _{B} ,`I _{C} , 그리고I _{E}의 값을 구하라.=>I _{B} = {V _{EE} -V _{BE}} over {R _{E} ( beta +1)+R _{B}} `= {10V-0.7V} over {10k OMEGA (151)+100k OMEGA } ` SIMEQ 5.78 mu AI _{C} = beta I _{B} ` SIMEQ 8.67 TIMES 10 ^{-4} ` SIMEQ 0.87mAI _{E} =( beta +1)I _{B} ` SIMEQ 8.73 TIMES 10 ^{-4} SIMEQ 0.87mAV _{T} =25mV2) 로 가정하고, 위에서 구한I _{B}값을 이용해r _{pi } =V _{T} `/I _{B}를 계산하라.=>{25mV} over {5.78 mu A} `=4.33k OMEGA소신호 해석1) 그림 10.1의 공통-이미터 증폭기 회로에서R _{s} =100 OMEGA ,````R _{B} =100k OMEGA ,````R _{E} =10k OMEGA ,R _{C} =6.8k OMEGA ,R _{L} =4.7k OMEGA ,`C _{1} =`C _{2} =C _{3} =1 mu F,`V _{CC} =V _{EE} =10V 이고, 트랜지스터의beta =150이다. 증폭기의 전압 이득A _{u}를 구하라.=>A _{v} == {v _{0}} over {v _{s}} `=`- beta {R _{B} `//r _{pi }} over {[R _{S} +(R _{B} `//r _{pi } )]} ` {(R _{C} `//R _{L} )} over {r _{pi }} `A _{v} == `-150 {4150.29} over {4250.29} {2779.13} over {4.33 TIMES 10 ^{3}} SIMEQ `-94.012) 증폭기의 입력 저항R _{i}를 구하라.=>R _{i} =R _{B} `//r _{pi } `=`4.15k OMEGA3) 증폭기의 출력 저항R _{0}를 구하라.=>R _{0} `=R _{C} =`6.8k OMEGA 5. 실험1) 기기파워 서플라이 : 2개의 DC전압을 가할 수 있는 장비이다.디지털 멀티미터 : DC, AC의 전압 및 전류, 저항을 측정할 수 있는 장비이다.함수발생기 : 다양한 주파수와 진폭을 갖는 임의의 파형의 전압을 생성하는 데 사용된다.오실로스코프 : 교류신호를 측정 분석하는 전자계측장비로, 시간에 따른 전압 변화를시각적으로 확인할 수 있는 장치이다.2) 실험 회로도3) 브레드보드/실험대표 사진직류 해석① 그림 10.2의 직류 바이어스를R _{B} =100k OMEGA ,````R _{E} =10k OMEGA ,`R _{C} =6.8k OMEGA , 그리고V _{CC} =V _{EE} =10V로 하여 브레드보드상에 구성하라. 트랜지스터는 2N2222를 사용하라.I _{B} ,`I _{C} ,② 그리고I _{E}를 직류 전류계로 측정하라.I _{B} 측정I _{C} 측정I _{E} 측정③ 위에서 측정한I _{B} 값을 이용하여r _{pi }를 구하라.=>{25mV} over {5.0 mu A} =5k OMEGA소신호 해석① 그림 10.1의 공통-이미터 증폭기 회로를R _{s} =100 OMEGA ,````R _{B} =100k OMEGA ,````R _{E} =10k OMEGA ,R _{C} =6.8k OMEGA ,R _{L} =4.7k OMEGA ,`C _{1} =`C _{2} =C _{3} =1 mu F,`V _{CC} =V _{EE} =10V로 하여 브레드보드상에 구성하라. 트랜지스터는 2N2222를 사용하라.② 피크값이0.1V이고 주파수가1kHz인 입력 신호 전압을 회로에 인가한 다음, 부하저항R _{L}에 걸리는 출력 전압v _{0}와 입력 전압v _{s}를 오실로스코프로 측정하라. 그리고 그 결과를 그래프에 도시하라. 측정된 결과로부터 전압 이득(A _{u} =v _{0}의 피크값/v _{i}의 피크값)을 구하라.전압 이득(A _{u} =v _{0}의 피크값/v _{i}의 피크값)=>{1.56V} over {101mV} =15.45V6. PSPICE 실험 결과1) 실험 5.1에서 제시되었던 회로를 PSPICE로 시뮬레이션한 결과는, 실험 9의 시뮬레이션 결과를 참고하기 바란다.5.0V4.0V0V-1.0V880uA876uA872uA5uA2) 입력 전압 파형과 출력 전압 파형100mV0V-100mV2.0V0V-2.0V3) 입력 저항 측정20K25K30K4) 출력 저항 측정6.0K8.0K7. 결과 비교공통-이미터 증폭기를 이용해 활성모드에서 트랜지스터의 흐르는 단자의 베이스, 컬렉터, 이미터 전류를 계산하고 소신호 해석에서 이용되는 것을 확인할 수 있다. 소신호 해석에서 입력이 베이스, 이미터 사이라는 것과 출력이 컬렉터, 이미터 사이라는 것을 알 수 있고 이것을 공통-이미터 증폭기라고 할 수 있다.여기서 오차는 전압 이득에서 시뮬레이션 값은 15.45로 나오지만, 이론으로 계산하면 ?94.01로 나오게 된다. 그 이유는 PSPICE의 초기값이 설정되어있어 다른 결과 값이 나오고 소신호해석을 이론적으로 구할 때와 다른 방법이기 때문에 오차가 생긴 것으로 생각된다.또한, 실험결과 값은 미지의 저항과 내부 저항 때문이라고 생각한다.

공학/기술| 2022.04.19| 5페이지| 1,500원| 조회(404)

증폭기, 전자회로, 전자회로실험, 공통 이미터, 공통 이미터 증폭기, 전회실

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활성 모드에서 동작하는 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)의 단자 특성

1. 목적활성 모드에서 동작하는 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)의 단자 특성과 BJT를 활성 모드에서 안정하게 동작시키기 위한 바이어싱(biasing) 회로를 실험을 통해 이해한다.2. 이론1) BJT의 물리적인 구조와 회로 기호트랜지스터는 세 개의 반도체 영역, 즉 이미터 영역(n형), 베이스 영역(p형), 그리고컬렉터 영역(n형)으로 구성된다. 이와 같은 트랜지스터를 우리는 npn 트랜지스터라고부른다. npn 트랜지스터와는 상반되게 p형 이미터, n형 베이스, 그리고 p형 컬렉터로구성된 트랜지스터를 우리는 pnp 트랜지스터라고 부른다.트랜지스터를 증폭기로 사용하려면 이를 활성 모드에서 동작시켜야 하고, 스위치로 사용하려면 차단 모드와 포화 모드 둘 다에서 동작시켜야 한다.2) BJT 바이어싱Biasing이란 정상적인 동작상태가 되도록 즉 Operating Point가 되도록 일정한 직류전류를 공급하는 것이다. 이 전류는 계산할 수 있어야 하고, 예측할 수 있어야 한다. 또한,온도 변화에 민감하지 않아야 하고, 같은 종류의 트랜지스터들 사이에 존재하는beta 값의큰 변화에 대해서도 민감하지 않아야 한다.3. 기기 및 부품? 기기 : 멀티미터, 직류-전력 공급기? 부품 : 저항기 -6.8k OMEGA ,`10k OMEGA ,`100k OMEGA 트랜지스터 ? 2N2222(npn형) 또는 2N3904(npn형): 실험에 사용될 BJT들의 단자배치도를 그림에 나타냈다.4. 준비활성 모드에서의 npn 트랜지스터의 동작1) 그림 9.9에 보인 회로에서npn 트랜지스터는beta =`150,`I _{S} =`14.31 TIMES 10 ^{-15} A, 그리고V _{T} =`25mV를 가진다.V _{CE} =`5V 로 고정시키고V _{BE}를0.4V,`0.5V,`0.6V,`0.7V,`0.8V로 바꾸면서 각각의V _{BE} 전압에 대한 컬렉터 전류I _{C}를 계산하라.2) 그림 9.9의 회로에서V _{CE} =`9V 이다.V _{BE}가 각각1V,`2V,`3V,`4V,5V 일 떼, 컬렉터 전류I _{C}를 계산하라. 그리고 그 결과를 표에 기록하라. 표를 이용하여npn 트랜지스터의I _{C} -V _{CE} 특성을 그래프에 도시하라.5. 실험1) 기기파워 서플라이 : 2개의 DC전압을 가할 수 있는 장비이다.디지털 멀티미터 : DC, AC의 전압 및 전류, 저항을 측정할 수 있는 장비이다.2) 실험 회로도그림 9.93) 브레드보드/실험대표 사진활성 모드에서의 npn 트랜지스터의 동작① 그림 9.9의 회로를 브레드보드상에 구성하라. 트랜지스터는 2N2222를 사용하라.V _{BE}와V _{CE}를 위해 두 대의 직류-전력 공급기를 준비하고, 직류 전류 측정을 위해 직류 전류계 또는 멀티미터[반드시 직류 전류 측정 모드(mode)로 설정할 것]를 준비하라.V _{CE} =5V② 로 고정시키고V _{BE} 전압을 표와 같이 설정하면서I _{C}를 측정하라. 그리고 그 결과를 표에 기록하라. 기록된 표를 이용하여I _{C} -V _{BE} 특성을 그래프 용지에 도시하고, 이 그래프와 준비 1)에서 이론적으로 얻은 그래프를 비교하라.=> 이론적으로 얻은 그래프와 같은 점은 상승 그래프라는 점이고 값이 차이가 나는 이유는미지의 저항과 내부저항 때문이라 생각된다. 또한, 전압이0.9V 이상이 되면 값이미미하게 변하는 것을 확인할 수 있다.③ 실험1의 상태에서,V _{BE}와V _{CE} 전압을 표와 같이 설정하고, 그 때의I _{C}를 측정하여 표에 기록하라. 기록된 표를 이용하여I _{C} -V _{CE} 특성을 그래프 용지에 도시하라. 측정을 통해 얻은 이 그래프와 준비 2)에서 이론적으로 구한 그래프를 비교하라.=> 실험을 두 번 했지만, 결과적으로 두 번 다 상승곡선에 차이가 없었고6 SIM 7V사이에서 cutoff 전압이 있음을 확인할 수 있었고 이론적으로 얻은 그래프와 다른 그래프가 나왔다.하지만 준비 2)에서는I _{C} -V _{BE} 특성 그래프였고 이번 실험은I _{C} -V _{CE} 특성 그래프를 도시하는 것이어서 이렇게 그래프가 다르게 나온 점을 확인할 수 있다.BJT 바이어싱① 그림 9.8의 회로를 브레드보드 상에 구성하라. 트랜지스터는 2N2222를 사용하라.I _{B} `,I _{C} `,I _{E} `,V _{B} ,`V _{E}② 그리고V _{C}를 측정하라.I _{B} 측정I _{C} 측정I _{E} 측정V _{B} 측정V _{E} 측정V _{C} 측정③ 측정된 전류 및 전압 값들이 예제 9.1에서 계산한 값들과 같은지 확인하라.=> 측정된 값들이 미세한차이로 비슷하게 나왔다. 그 이유는 실험 환경과 내부저항이라고생각된다.6. PSPICE 실험 결과1) 반파 정류기의 입력 및 출력 전압 파형들1.0A0.8A0.4A0.70V0.68V0.80V2) 반파 피크 정류기의 입력 및 출력 전압 파형들4V6V0A2.0A4.0A3) 반파 피크 정류기의 입력 및 출력 전압 파형들4.0V0V-1.0V15ms20ms-1.0V880uA872uA10uA5uA15ms20ms876uA7. 결과 비교BJT가 활성모드에서의 동작과 BJT바이어싱으로 직류해석을 하는 실험으로 어려움이 많았다.우선 BJT의V _{BE}가0.7V를 넘어가는 순간부터 과전류가 흘러 BJT의 온도와V _{T}를 상승시켜I _{C}가 증가하는 과정을 반복하다가 BJT소자가 쉽게 타버린 것이다.실험을 할때마다 BJT는 계속 타버렸고 결국 전압을 거는 순간 전류를 측정해 빠르게 실험을 진행 해야만 했다.

공학/기술| 2022.04.19| 20페이지| 1,500원| 조회(179)

실험, BJT, 전자회로, 전자회로실험, 바이폴라, 전회실, 바이폴라 접합 트랜지스..

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다이오드를 이용한 반파 정류기와 반파 피크 정류기 실험

1. 목적다이오드를 이용한 반파 정류기와 반파 피크 정류기를 실험을 통해 이해한다.2. 이론1) 반파 정류기반파 정류기는 입력 사인파의 반주기는 통과시키고 또 다른 반주기는 저지한다.2) 반파 피크 정류기커패시터를 이용하여 반파 정류기의 출력을 일정하게 유지.3. 기기 및 부품? 기기 : 오실로스코프, 함수 발생기, 멀티미터? 부품 : 저항기 -1k OMEGA ,`10k OMEGA 커패시터 ?47 mu F (전해20V 이상)(2개)다이오드 ? 정류 다이오드 1N4007 (1A)4. 준비반파 정류기1) 그림 6.1(a)에서, 입력 신호 전압v _{s}는 피크값이9V이고 주파수가60Hz인 사인파이다.R`=`1k OMEGA ,`V _{D0} `=`0.7V, 그리고r _{D} `=`20 OMEGA 일 때 출력 전압v _{0}를 구하고,v _{s}와v _{0}를그래프에 각각 도시하라.10V5V0V-5V-10V5ms10ms15ms20ms25ms30ms35ms40ms45ms50ms반파 피크 정류기1) 그림 6.2(a)에서, 입력 신호 전압v _{s}는 피크값이9V이고 주파수가60Hz인 사인파이다.R`=`1k OMEGA ,`C`=`47 mu F,`V _{D0} `=`0.7V, 그리고r _{D} `=`20 OMEGA 일 때 출력 전압v _{0}를 구하고,v _{s}와v _{0}를 그래프에 각각 도시하라.10V8V6V4V2V0V20ms2) 커패시터만C`=`94 mu F으로 바꾸어 준비의 반파 피크 정류기 1)을 반복하라.10V8V6V4V2V0V20ms5. 실험1) 부품파워 서플라이 : 2개의 DC전압을 가할 수 있는 장비이다.디지털 멀티미터 : DC, AC의 전압 및 전류, 저항을 측정할 수 있는 장비이다.함수발생기 : 다양한 주파수와 진폭을 갖는 임의의 파형의 전압을 생성하는 데 사용된다.오실로스코프 : 교류신호를 측정 분석하는 전자계측장비로, 시간에 따른 전압 변화를시각적으로 확인할 수 있는 장치이다.2) 실험회로도반파 피크 정류기3) 브레드보드/실험대표 사진함수발생기 설정1) 브레드보드에 반파 정류기 구성 후 측정오실로스코프 측정2) 오실로스코프로 측정된 파형과 준비 4-1의 파형과 비교하라=> 4-1에서 측정한v _{s}의 최대값은8.9V 이고 오실로스코프로 측정값은8.6V로 근소한차이가 있었고v _{0}는 4-1 측정값과 오실로스코프의 값이 많이 차이가 났지만 내부저항때문이라고 생각된다.1) 브레드보드에 반파 피크 정류기 구성 후 측정오실로스코프 측정2) 오실로스코프로 측정된 파형과 준비 4-2의 파형과 비교하라=> 4-1과 오실로스코프로 측정한v _{s},v _{0}는 그래프상으로는 차이가 나는 것처럼 보이지만 리플전압은 같다.3) 그림 6.2(a)의 회로에서47 mu F 커패시터 두 개를 병렬 연결하여 커패시터 C의커패시턴스를94 mu F으로 증가시키고 실험 반파 피크 정류기 2)를 반복하라.측정된 파형과 실험 반파 피크 정류기 2)의 파형을 비교하고V _{r}의 값을 비교하라.=> 리플 전압 값이 줄어든 것이 확인된다.6. PSPICE 실험 결과1) 반파 정류기의 입력 및 출력 전압 파형들20ms0V-10V10V0V5V10V2) 반파 피크 정류기의 입력 및 출력 전압 파형들10V5V-5V-10V20ms0V7. 결과 비교먼저 반파 정류기 결과 값은 실험값과 오실로스코프 둘 다 뚜렷한 결과값을 얻을 수 있었고 반파 피크 정류기 결과는 PSPICE와 실험결과에 약간의 오차가 있었다. KVL로 입력 전압은 출력전압 + 0.7V가 성립 되어야 하는데, 출력 전압인 커패시터에 충전되는 전압은tau 의 값보다 작으므로 선형처럼 보이게 되고 입력 전압도 커패시터 충전과 비슷해지므로 그래프에서 차이가 나온다.위와 마찬가지로 다이오드의 문턱전압에 의해 약 0.5~0.7V의 차이가 난 것을 알 수 있었다. 그리고 반파 피크 정류기의 결과를 보았을 때 커패시터의 충방전 시간tau 에 의해서 딜레이가 발생하였기 때문에 약간의 전압강하의 결과를 보였다.시뮬레이션에서도 모든 실험과 거의 같은 결과를 도출해냈고 약간의 오차가 나타난 것은 내부저항으로 생각이 됐다.8. 실험 고찰1) (실험 반파 정류기 2)에서 얻은 결과(측정된 파형)는 그림 6.1(e)와 약간 다를 것이다.그 원인을 고찰하라.=> 내부저항으로 인해V _{D0}의 값차이가 나타나는 것으로 보인다.2) 그림 6.1(a)에서 입력 사인파 신호v _{s}의 피크값이0.5V이고 주파수가60Hz일 때,

공학/기술| 2022.04.19| 14페이지| 1,500원| 조회(545)

다이오드, 실험, 전자회로, 전자회로실험, 반파, 반파 정류기, 전회실, 반파 피크 ..

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접합, 제너다이오드 단자특성 실험

1. 목적접합 다이오드의 단자 특성과 제너 다이오드의 단자 특성을 실험을 통해 이해한다.2. 이론1) 접합 다이오드의 단자 특성기본적으로 pn 접합이고 p형 반도체 물질을 n형 반도체 물질에 접촉시킨 것이다.pn 접합은 하나의 단일 실리콘 결정 내에 서로 다른 도핑영역을 만듦으로써 형성된다.다이오드의 플러스 단자를 애노드 마이너스 단자를 캐소드라고 부르고 전류는 애노드로흘러 들어가며, 애노드는 캐소드보다 더 높은 전위를 가진다.2) 제너 다이오드의 단자 특성어떤 다이오드들은 특별히 항복 영역에서 동작하도록 제조된다. 이러한 다이오드들은우리는 항복 다이오드라고 부른다.제너 다이오드의 정상적인 응용에서 전류는 캐소드로 흘러 들어가며, 캐소드는 애노드보다 더 높은 전위를 가진다.3. 기기 및 부품? 기기 : 직류-전력 공급기, 함수 발생기, 멀티미터? 부품 : 저항기 -510 OMEGA ,`1k OMEGA 다이오드 ? 실리콘 접합 다이오드(고속) 1N4148 (150mA) 또는정류 다이오드 1N4007 (1A)제너 다이오드 1N5231 (0.5W) 또는 1N4733A (1W)4. 준비접합 다이오드의 단자 특성1) 1N4148(또는 1N4007)이라는 형명의 실리콘 다이오드는 다음과 같은 소자 사양을 가지고 있다. 즉,n`=`2이고I _{S} `=`2.682`nA(1N4007의 경우에는I _{S} `=`14.11`nA)이다. (실온에서의) 다이오드의 양단 전압v _{D}가0V에서1V까지0.1V간격으로 변화된다고 가정하고, 다이오드에 흐르는 전류i _{D}를 계산하여 표를 작성하라. 그리고 작성된 표를 이용하여i`-`v 특성을 그래프에 도시하라.5. 실험1) 부품파워 서플라이 : 2개의 DC전압을 가할 수 있는 장비이다.디지털 멀티미터 : DC, AC의 전압 및 전류, 저항을 측정할 수 있는 장비이다.2) 실험회로도3) 브레드보드/실험대표 사진다이오드 전류측정다이오드 전압측정제너 다이오드 (-)전류 측정제너 다이오드 (+)전류 측정제너 다이오드 (-)전압 측정제너 다이오드 (+)전압 측정4) 측정값① 다이오드 측정 결과 값② 제너 다이오드 측정 결과 값6. PSPICE 실험 결과1) 다이오드의i-v 특성600mV1mA0.5mA0mA1.5mA400mV500mV2) 제너 다이오드의i-v 특성0V1V-1V-2V-3V-4V16mA10mA5mA0A7. 결과 비교다이오드는 PSPICE 시뮬레이션에서 340mV부터 전류 상승이 있었지만 직접 실험한 결과 390mV부터 상승이 있어 미세한 차이를 보였다.제너 다이오드는 실험결과에서 3.5V부터 증가하는 반면 PSPICE 시뮬레이션 결과에서는0.4V 근처부터 상승하는 것을 볼 수 있다. 시뮬레이션 결과에서 약간의 오차가 발생한 것을 알 수 있다.8. 실험 고찰이번 실험은 다이오드의 특성에 대해 알아보는 실험이었다.지금까지는 R, L, C를 사용해 전압, 전류를 측정하는 실험을 해 비교적 간단했고 다이오드를 이용해 실험하는 것은 처음이라 난감했지만, 교수님 강의를 다시 보면서 천천히 실험을 해보면서 단자 특성을 익혀 나갔다.전류측정을 하기 위해 파워서플라이의 전압을 올려봤지만, 변화가 없어 실험 방법이 잘못된 줄 알고 새로운 브레드보드에 다시 꽂고 확실하게 측정을 했다.그 결과 다이오드의 전압, 전류측정은 PSPICE의 결과값, 그래프와 비슷하게 측정이 되었다.하지만 제너 다이오드를 측정할 때 파워서플라이의 전압을 (-)로 가해줘야 할 때 머뭇거렸지만 회로이론 실험 때 했던 방법을 떠올려 전압, 전류측정을 완료했다.

공학/기술| 2022.04.19| 7페이지| 1,500원| 조회(236)

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다이오드를 이용한 전파 정류기와 전파 피크 정류기 실험

1. 목적다이오드를 이용한 전파 정류기와 전파 피크 정류기를 실험을 통해 이해한다.2. 이론1) 전파 정류기전파 정류기는 입력 사인파의 반파만을 이용하는 반파 정류기와는 달리, 입력 사인파의 두 반파를 모두 이용한다.2) 전파 피크 정류기커패시터를 이용해 출력 직류 전압은 반파 정류기에서와 마찬가지로 입력 사인파의피크값과 거의 같지만, 리플 주파수는 입력 주파수의 두 배가 되는 회로이다.3. 기기 및 부품? 기기 : 오실로스코프, 멀티미터? 부품 : 저항기 -220k OMEGA ,`1k OMEGA ,`10k OMEGA 커패시터 ?47 mu F (전해20V 이상)다이오드 ? 정류 다이오드 1N4007 (1A)중간-탭 변압기 ? 1차측 전압은 AC 110 V(rms), AC 220 V(rms),그리고 0 V(rms)이고 2차측 전압은 중간-탭을 기준(접지)으로 상?하 AC 9 V(rms) 0.5A인 변압기4. 준비전파 정류기1) 그림 7.1(a)에서, 중간-탭 변압기의 상부에 표시된 “N _{1} `/`N _{2} (24:1)“은 1차측 권선과 중간탭 위쪽의 2차측 권선과의 권선수 비를 의미한다. 마찬가지로, 변압기의 하부에 표시된 “N _{1} `/`N _{2} (24:1)“은 변압기의 1차측 권선과 중간 탭 아래쪽의 2차측 권선과의 권선수 비를 의미한다. 그림 7.1(a)의 회로에서 중간-탭 변압기의 권선수 비는N _{1} `/`N _{2} `=`24 이고, 1차측 입력 전압v _{ac}는60Hz의 주파수와 220 V의 rms 전압값을 가지는 교류 전압이다. 2차측 권선의 두 절반에 나타나는 동일한 두 교류 전압v _{s}의 피크값V _{p}를 구하라. (참고 : 교류 전압의 피크값은 교류 전압의 rms 값에sqrt {2}를 곱한 것과 같다. 즉, rms 전압값이 220V인 교류 전압의 피크값은sqrt {2} ` TIMES `220` SIMEQ `311V 이다.)=>311V` TIMES {1} over {24} ` SIMEQ `12.95V15V10V5V0V-5V-10V-15V20msD _{1}2) 과D _{2}의V _{D0} `=`0.7V일 때 출력 전압v _{0}를 구하고, 그 결과를 그래프에 도시하라.15V10V5V0V-5V20ms=>V _{S} `-`V _{0} `=`V _{D0}#THEREFORE `13-0.7`=`12.3V전파 피크 정류기1) 그림 7.2(a)에서, 변압기의 1차측 입력 전압v _{ac}는 rms 전압값이 220V 이고 주파수가60Hz인 교류 전압이다. 변압기의 권선수 비N _{1} `/`N _{2} `=`24이고,R`=`1k OMEGA ,C`=`47 mu F, 그리고D _{1}과D _{2}의V _{D0} `=`0.7V이다. 이 회로의 출력에서 나타나는 리플의 피크간 전압V _{r}을 구하라. 또한, 입력 전압v _{s}의 파형과 출력 전압v _{0}의 파형을 그래프에 도시하라.0V15V10V5V-5V-10V-15V20ms=>V _{r} = {V _{P}} over {2fCR}#THEREFORE ` {13} over {2 TIMES 60 TIMES 47 TIMES 10 ^{-6} TIMES 10 ^{3}} `=`2.3V5. 실험1) 기기디지털 멀티미터 : DC, AC의 전압 및 전류, 저항을 측정할 수 있는 장비이다.오실로스코프 : 교류신호를 측정 분석하는 전자계측장비로, 시간에 따른 전압 변화를시각적으로 확인할 수 있는 장치이다.2) 실험 회로도그림7.1 그림7.23) 브레드보드/실험대표 사진전파 정류기① 그림7.1(a)의 회로를D _{1} `=D _{2} =`1N4007 그리고R=`200 OMEGA 으로 하여 브레드보드상에 구성하라.② 변압기의 1차측 입력 전압v _{ac}는 220 V(rms) 60Hz의 가정용 교류 전압이다.v _{ac}를 변압기의 1차측에 연결하고, 2차측의 9 V(rms) 단자를D _{1}의 애노드 단자에, 중간 단자(중간-탭)를 접지에, 그리고 또 다른 9 V(rms) 단자를D _{2}의 애노드 단자에 각각 연결하라.D _{1}③ 의 애노드 단자와 접지 사이의 전압v _{s} ,`D _{2}의 애노드 단자와 접지 사이의 전압-v _{s}, 그리고 출력 전압v _{0}를 오실로스코프로 측정하고, 그 결과들을 그래프에 도시하라. 측정된 파형들로부터 다이오드 전압 강하V _{D0}를 구하고, 준비의 전파 정류기 2)에서 주어진 값과 비교하라.전파 피크 정류기① 그림7.2(a)의 회로를D _{1} `=D _{2} =`1N4007,`C=`47 mu F 그리고R=`1k OMEGA 으로 하여 브레드보드상에 구성하라.② 변압기의 1차측 입력 전압v _{ac}는 220 V(rms) 60Hz의 가정용 교류 전압이다. 변압기의 2차측 권선들에 나타나는 전압v _{s}와 출력 전압v _{0}를 오실로스코프로 측정하고, 그 결과들을 그래프에 도시하라. 또한, 측정된 출력 파형으로부터 리플전압V _{r}을 구하고, 그 값과 전파 피크 정류기 1)에서 이론적으로 계산한V _{r} 값을 비교하라.=>11.5V`-10.9V` SIMEQ `0.6V로 이론계산 값과 다르게 나와 브레드보드와오실로스코프의 내부저항 때문이라고 생각된다.6. PSPICE 실험 결과1) 전파 정류기의 입력 및 출력 전압 파형들20V0V20V0V-10V10V20ms-20V2) 전파 피크 정류기의 입력 및 출력 전압 파형들20V0V10V-20V15V5V0V20ms7. 결과 비교중간-텝 변압기를 사용하여 두 다이오드에 서로 상반되는 사인파를 출력하였다.이상적인 경우에 사인파로 나와야 하지만 오실로스코프에서는 사다리꼴의 파형이 나와 공급으로 들어오는 ac 사인파도 약간의 사다리꼴 형태를 띄고 있었다.전파 피크 정류기 실험에서도 마찬가지로 출력 파형이 사다리꼴의 파형이 나왔고, 커패시터를 연결한 리플전압모양도 많이 찌그러져 있는 상태로 나오게 되는데, 6장의 반파 피크 정류기의 출력파형보다 더 찌그러져 있는 것을 확인할 수 있었다.전파 정류기 실험을 통해 전파 정류기가 반파 정류기보다 2배의 에너지를 가지고 있는 출력 파형을 얻을 수 있다는 것을 알게 되었다.전파 피크 정류기 회로의 전압을 측정 시 실험 결과처럼 전압이 측정되었다. 이유는 커패시터가 전압을 충전하고 그 전압이 피크를 찍고 서서히 감소할 때 커패시터는 전압을 서서히 방전하기 시작한다. 그리고 그 전압이 그대로 저항에 공급되고V _{ac} 의 공급전압이 커패시터가 공급하는 전압 이상이 되면서 위의 과정을 반복한다. 리플 전압은

공학/기술| 2022.04.19| 13페이지| 1,500원| 조회(295)

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