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실험 1_전자회로실험_PN 접합 다이오드 및 제너 다이오드_예비보고서 평가A좋아요

학과:전자공학과학번: 2017013094이름: 문정훈[실험01.PN 접합 다이오드 및 제너 다이오드]1. 제목- PN 접합 다이오드 및 제너 다이오드2. 실험 절차실험 회로 1에서 전압을 -10~10까지 1 간격으로 바꾸면서, 다이오드 D1에 흐르는 전류() 와 전압 강하(를 측정하여 기록하고, / 값을 바탕으로 동작 영역도 표에 기록한다. ( 단, 전압을 바꿀 때, 다이오드의 값을 구하기 위해 600 ~ 900 사이는 50 간격으로 측정하라.)표 로부터 PN 접합 다이오드의 전류 -전압 사이의 관계식을 유도해보시오. 즉 식을 이용하여 와 n을 구하시오.표 를 바탕으로 PN 접합 다이오드의 전류 – 전압 특성 곡선을 그려라.표 와 그린 그림을 바탕으로 PN 접합 다이오드의 등가회로 파라미터들을 구해서 표에 기록하고, PN 접합 다이오드의 내부 저항은 전류 – 전압 특성 곡선의 기울기를 이용하여 구하라.실험 회로 2 에서 전압을 -10~10까지 1 간격으로 바꾸면서, 제너 다이오드 D1에 흐르는 전류와 전압 강하를 측정 값들과 , 값을 바탕으로 동작 영역도 같이 기록하시오. ( 단, 전압을 바꿀 때, 다이오드의 값을 구하기 위해 -4V ~ -5V 사이는 50 간격으로 측정하고, 이 값은 실험에 사용한 제너 다이오드의 종류에 따라서 다를 수 있으니 데이터 시트를 참고하라. )표 로부터 제너 다이오드의 전류-전압 사이의 관계식을 유도해보시오.표 를 바탕으로 제너 다이오드의 전류-전압 특성 곡선을 그려라.표 와 그림을 바탕으로 제너 다이오드의 등가회로 파라미터들을 구해서 표에 기록하고, 제너 다이오드의 내부 저항은 전류-전압 특성 곡선의 기울기를 이용하여 구하시오.붙임실험회로 1 실험회로 2설명 되어있는 표는 3번 실험에 대한 이론 문항에 있는 표와 동일3. 실험에 대한 이론- 실험에 대한 pspice 회로도 및 시뮬레이션 결과사진 1 PN 접합 다이오드 Pspice 회로도사진 2 전압 변화에 따른 전류 변화 그래프전압전압전류(동작 영역전압전압전류(동작 영역-9.9990역방향0.5150.233순방향-8.9990역방향0.5230.276순방향-7.9990역방향0.5310.319순방향-7.0000역방향0.5370.365순방향-6.0000역방향0.5460.455순방향-4.9980역방향0.6021.409순방향-3.9980역방향0.6292.394순방향-2.9990역방향0.6453.388순방향-2.0020역방향0.6574.386순방향-1.0020역방향0.6675.389순방향-0.0010-0.6756.394순방향0.4860.144순방향0.6817.4순방향0.4950.152순방향0.6878.407순방향0.5060.193순방향0.6929.417순방향표 1 PN 접합 다이오드의 전류-전압 특성사진 3 제너 다이오드 Pspice 회로도사진 4 전압 변화에 따른 전류 변화 그래프전압전압(v)전류(mA)동작영역전압전압(v)전류(mA)동작영역-10V-5.078-4.967항복-4.25V-4.220-0.028역방향-9V-5.072-3.964항복-4.2V-4.174-0.024역방향-8V-5.060-2.965항복-4.15V-4.127-0.021역방향-7V-5.041-1.975항복-4.1V-4.080-0.017역방향-6V-4.993-0.930항복-4.05V-4.032-0.015역방향-5V-4.774-0.214역방향-4V-3.985-0.012역방향-4.95V-4.749-0.191역방향-3V-2.9990역방향-4.9V-4.722-0.169역방향-2V-2.0040.001역방향-4.85V-4.692-0.150역방향-1V-1.0010.001역방향-4.8V-4.622-0.132역방향0V-0.0020--4.75V-4.629-0.115역방향1V0.6840.316순방향-4.7V-4.593-0.101역방향2V0.7251.285순방향-4.65V-4.558-0.080역방향3V0.7402.282순방향-4.6V-4.520-0.071역방향4V0.7503.283순방향-4.55V-4.480-0.061역방향5V0.7574.286순방향-4.5V-4.439-0.058역방향6V0.7635.292순방향-4.45V-4.397-0.050역방향7V0.7676.297순방향-4.4V-4.354-0.043역방향8V0.7717.310순방향-4.35V-4.310-0.038역방향9V0.7758.319순방향-4.3V-4.265-0.033역방향10V0.7779.332순방향표 2 제너다이오드의 전류-전압 특성*표의 숫자들은 소수점 넷째자리에서 반올림 하였음*

공학/기술| 2024.01.08| 6페이지| 2,500원| 조회(265)

회로, 전자회로실험, pspice, 전자공학과

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실험18_전자회로실험_결과보고서_증폭기의 주파수 응답 특성

제목- 증폭기의 주파수 응답 특성실험 결과- 회로 사진 및 결과 사진[실험회로1]전압측정값확인가 되도록 하는동작점 : 3.228V* 실험 17과 동일한 회로를 구성하였고, 출력 전압이 6V가 되는 동작점은 3.228V였다.전압측정값* 10MHz를 파형발생기에 넣었으나 오실로스코프에서는 645kHz가 측정되었음* 위 실험에서 70hZ~55kHz까지의 전압 이득은 8.8V/V로 측정된다.** 17Hz와 77kHz에서 전압 이득이 이고, 17Hz미만 그리고 77kHz를 초과하는 영역에서는 전압 이득이 지수함수적으로 떨어졌다.*** 1MHz까지는 오실로스코프에서 전압 이득 측정이 잘 되었으나 10MHz를 초과하는 영역과 50Hz미만의 영역에서는 전압 이득 측정이 잘 되지 않았다. 너무 높은 주파수와 낮은 주파수에서는 측정이 어려운 것으로 추측된다. 특히 너무 높은 주파수에서는 MOSFET의 Capacitance로 인하여 주파수 대비 전압 이득이 하강하는 양상을 보인다.이득 대역폭 곱은∙ ,∙ 77kHz * 6.16V/V =474.32,∙ 90kHz * 5.2V/V = 468등으로 계산되며 ‘이득 대역폭 곱’은 큰 폭의 변화 없이 거의 일정함을 알 수 있다.(원래는22kHz ~ 70Hz의 범위를 가진 대역폭으로 계산하여야 하지만 70Hz는 22kHz에 비해 너무 작은 주파수이므로 22kHz로 근사시켜 계산하였다. 마찬가지로 앞으로의 주파수 계산 또한 너무 작은 주파수를 0으로 근사시킨 상태로 계산한다.)검토 및 평가- 고찰사항의 계산값과 측정값이 다른 이유를 분석하시오.계산값과는 다르게 실제 측정값에서 주파수가 증가함에 따라 전압 이득이 비례하여 증가하지 않고 극점(Pole)에 의해 기울기가 감소하고 후반부에는 하강하는 양상을 보이는 이유는 MOSFET 내부에 기생하는 Capacitance로 인한 것이다.실험회로에서 3dB 주파수(를 증가시키기 위한 방법을 설명하시오.이득 대역폭 곱이 일정하다는 주파수 응답 특성을 이 실험을 통해서 확인한 바 있다. 따라서 이득 대역폭 곱을 일정하게 유지하면서 3dB 주파수를 증가시키기 위해서는 전압 이득을 감소시키면 되는데, 전압 이득을 감소시키는 가장 일반적인 방법은 저항 소자를 이용하는 것이다.

공학/기술| 2024.01.09| 5페이지| 2,500원| 조회(146)

전자, 회로, 전자회로실험, 전자공학과, 기초전자공학실험

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실험17_전자회로실험_결과보고서_능동부하가 있는 공통 소오스 증폭기

제목- 능동 부하가 있는 공통 소오스 증폭기실험 결과- 회로 사진 및 결과 사진[실험회로1]전압측정값가 되게 하는입력 전압*출력 전압이 6V가 되도록 NMOS 입력(게이트 전압)의 바이어스를 조절하였고 이 때의 의 값이 3.233V이다. PMOS 쪽의 가변 저항을 9.7kΩ으로 고정하였기 때문에 실험 절차2에서의 , 값은 위와 같이 각각 1061A, 10.3V이다.전압측정값* 0V~3V까지는 11.98V로 유지후 4V를 인가시 1/1000배 수준으로 급격히 하강한 것으로 보아 동작점은 3~4V 사이에 있음을 알 수 있다.저항 10kΩ을 직렬 연결이기 때문에 에 1V씩 변화를 줄 때마다 NMOS에 들어가는 전압은 500mV 단위로 변화하였다.즉 위의 전압을 0~6V 인가하였으므로 NMOS에 들어가는 전압은 0~3V(500mV 단위로 변화)이므로 1.5V~2V 사이에 동작점이 있음을 알 수 있다.전압측정값입력출력* 입력 전압 = 103mV, 출력 전압 = 8.8V로 전압 이득 = 약 85V/V이다.전압측정값입력 전류출력 전류* 10kHz의 정현파를 인가했고, RMS 값이므로0.7을 곱했다.검토 및 평가- 고찰사항전압 이득의 계산값과 측정값이 다른 이유를 분석하시오.전압 이득을 계산시에 회로 모델은 이상적인 상황을 가정한다, 하지만 실제 측정 할때에는 회로 구성 요소의 특성이 환경, 소자의 고유한 특성 등 다양한 요소들로 인해 변화한다.출력 전압의 크기와 왜곡 여부에 영향을 줄 수 있는 설계 요인들을 생각해보고, 그 원인을 분석하시오.출력 전압은 근본적으로 입력 전압에 의한 것이므로 입력 신호 왜곡이 출력 전압의 왜곡과도 영향이 존재한다. 추가적으로 동소자의 비선형성, 부적절한 바이어싱, 부적절한 주파수 응답, 기생 소자, 적절치 못한 접지 관련 이슈 등이 출력 전압의 크기와 왜곡 여붕에 영향을 줄 수 있는 설계 요인들이다.

공학/기술| 2024.01.09| 5페이지| 2,500원| 조회(111)

전자, 회로, 전자회로실험, 전자공학과, 기초전자공학실험

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실험16_전자회로실험_결과보고서_전류원 및 전류거울

제목- 전류원 및 전류거울실험 결과- 회로 사진 및 결과 사진[실험회로1]전압측정값의 전압전압측정값의 전압* 로 측정하였기 때문에 (-) 부호가 나왔음전압측정값의 전압* 로 측정하였기 때문에 (-) 부호가 나왔음전압측정값의 전압* 로 측정하였기 때문에 (-) 부호가 나왔음전압측정값의 전압* 로 측정하였기 때문에 (-) 부호가 나왔음기존 책에 기재 되어있던 실험 절차는 가변 저항을 조절해 , 의 변화를 주면서 PMOS의 전류와 전압을 움직여 출력 전압에 변화를 확인하는 실험이었다. 그러나 책의 실험 절차를 준수하였을 경우 가변 저항을 사용할 시에 Power supply가 CC 상태로 전환되어 정상적인 실험이 진행되지 않았다. 따라서 가변 저항은 으로 고정한 채 NMOS 소자의 입력 쪽에 전압 변화를 일으켜 전압의 출력 값이 움직이도록 하였다.검토 및 평가- 고찰사항전류 거울에서 전류 오차가 생기는 원인을 분석하시오.-MOSFET의 문턱 전압, 이동도 등 과 같은 제조 공정의 편차, 외부 환경으로 인하여 전류 오차가 발생한다. 이러한 이유 외에 전류 거울의 특성이나 이에 사용되는 MOSFET 소자의 특성으로 인해 전류 오차의 원인이 다양하게 존재한다. 그 중 하나는 채널 길이 모듈레이션으로 인해 트랜지스터 상호 간에 전류 오차가 발생하기도 한다. 또 하나는 전류 거울은 전류가 흐르는 경로에 접촉이 있어야 하는데, 이 때 접촉 지점에서 발생하는 접촉 저항이 전류 오차를 일으키는 주된 원인이라 할 수 있다. 전류 거울 자체의 내부 임피던스 또한 원인이 되며 전류 거울에 사용되는 전류 센서의 정밀도와 해상도 또한 오차에 영향을 미치는 요인이다.전류원의 출력 저항과 전류 정확도 사이의 관계를 설명하시오.일반적으로 전류원의 출력 저항이 낮을수록 전류의 정확도가 향상될 가능성이 높기 때문에, 전류원의 출력 저항은 일정하고 변동폭이 작을수록 전류의 정확도를 높일 수 있다.전류원은 출력 저항이 커 부하 저항 대용으로 사용되는데, 공통 소오스 증폭기에 흐르는 입력 전압에 비례한 소신호 전류가 부하 저항으로 인하여 출력 전압으로 변환되는 구조이다. 이러한 관계가 출력 저항은 전류에 지대한 영향을 미치는 것을 보여준다.③ MOSFET 소자 선택에 따라서 전류원의 전류값의 편차가 발생하는 원인을 분석하시오.제조 과정이나 환경 조건의 변화 등 여러가지 요인으로 인해 MOSFET의 특성이 변화할 수 있는데, 이러한 변화로 동일한 게이트 전압에서도 다른 출력 전류가 발생할 수 있다. 결과적으로 전류원의 전류값에 편차가 존재하는 것이다.

공학/기술| 2024.01.09| 7페이지| 2,500원| 조회(142)

전자, 회로, 전자회로실험, 전자공학과, 기초전자공학실험

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실험15_전자회로실험_결과보고서_다단 증폭기

제목- 다단증폭기실험 결과- 회로 사진 및 결과 사진실험과정 ①[실험회로1]전압측정값, 단자에서 출력 DC 값이 6V가 되는 입력 전압 , 를 조절했다. 각각 4.56V, 13.5V일 때 출력 값이 6V가 나왔으며 각 단자들의 전압 값은 위와 같다.실험과정 ③첫번째 단두번째 단입력 단자의 파형은 낮은 입력 단자의 전압으로 인하여 파형이 잘리고, 값이 튀는 상황이 발생하였다. 첫번째 단의 파형은 10kΩ, 10Ω 모두 정현파와 유사하게 출력되었고, 두번째 단의 파형은 모두 정현파, 리미팅과 같은 형태로 출력 되었다.각 단의 전압 이득은 을 이용해 계산하였다.10kΩ일 때 첫번째 단의 전압이득 = = 57.5 V/V, 두번째 단의 전압이득 = = 325 V/V10Ω일 때 첫번째 단의 전압이득 = = 57.5 V/V, 두번째 단의 전압이득 = = 9 V/V실험과정 ④입력 전류입력 임피던스출력 전류출력 임피던스= 35kΩ= 18.5kΩ*추가 실험을 진행하였을 때의 전류는 246.4였다.= 35kΩ= 208Ω실험 3, 4에서 10Ω으로 측정할 때 저항 값이 매우 작아 커패시터 쪽으로 전류가 빠져나감으로 인해 전압 값이 매우 작게 측정되었고, 전압 이득 또한 낮게 계산되었다. 공통 소오스 증폭기이지만 출력 전압 값이 매우 작게 나왔다.실험과정 ①[실험회로 2]전압측정값* 추가 실험을 통해 동작점을 새로 찾았고, 값은 7.1 Vdc이다., , 단자에서 출력 DC 값이 6V가 되는 입력 전압 , , 를 조절하였고, 각각 7.1V, 13.5V, 22.5V 일 때 출력 값이 6V로 측정된다.실험과정 ③첫번째 단두번째 단세번째 단첫번째 단의 파형은 10kΩ., 10Ω 모두 정현파와 유사하게 출력되었고, 두번째 단의 파형은 모두 정현파, 리미팅과 같은 형태로 출력 되었다. 세번째 단의 경우 10kΩ일 때 두번째 단의 파형 및 전압 값과 동일하였지만 10Ω 일 때 파형도 달라졌고 출력 전압이 매우 낮게 측정되었다.각 단의 전압 이득은 을 이용하여 계산하였다.저항 10kΩ첫번째 단의 출력 전압이득 = = 45 V/V두번째 단의 출력 전압이득 = = 405V/V세번째 단의 출력 전압이득 = = 400V/V저항 10Ω첫번째 단의 출력 전압이득 = = 42 V/V두번째 단의 출력 전압이득 = = 400V/V세번째 단의 출력 전압이득 = = 5.25V/V실험과정 ④출력 전류출력 임피던스= 2.8kΩ=290Ω입력 임피던스는 2단 증폭기의 입력 임피던스와 동일하게 35 kΩ이다.2단 증폭기와 3단 증폭기가 모두 10Ω 일 때 파형, 전압이 이론 값과 달리 오차가 상당한 수준이었기에 재실험을 시행했다. 소자를 변경, 다른 실험 기로의 변경, 동작 점 변경 등 여타 다른 환경에서의 실험을 시도했으나 그다지 유의미한 변화를 제시하지는 못했다. 또한 10kΩ의 조건에서는 예상 값에서 큰 오차는 없었고, 다시 10Ω으로 교체하게 되면 큰 오차가 발생했다. 이를 통해 이러한 오차는 1/1,000배 낮은 저항을 사용함으로써 너무 낮은 저항 값에 의해 발생한 것이라고 추측해 볼 수 있었다.검토 및 평가- 고찰사항다단 증폭기의 입력단과 출력단은 입력 임피던스, 출력 임피던스 측면에서 어떤 조건을 만족해야하는가?입력단의 입력 임피던스가 매우 작으면 받아들이는 신호 또한 매우 작게 된다. 따라서 입력 임피던스는 적절하게 커야만 한다.출력 임피던스가 크게 되면 임피던스 부정합이 발생하고 전압 이득이 줄어드는 현상이 나타나기 때문에, 출력단의 출력 임피던스는 작아야 한다.다단 증폭기에서 전체 전압 이득이 각 단의 전압 이득의 곱보다 작은 이유를 설명하시오.소스팔로워에서 전압 이득이 1에 못 미치는 값을 갖기 때문에 약간 감소하게 될 것이다. 다음 단으로 넘어갈 때 다음 단의 입력에서 이전 단으로부터의 출력 전압을 완벽히 모두 받아들이는 것은 불가능하다.

공학/기술| 2024.01.09| 9페이지| 2,500원| 조회(139)

전자, 회로, 전자회로실험, 전자공학과, 기초전자공학실험

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