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전자회로실험2 전류미러 결과보고서

전자회로실험2전자회로실험 1주차 : 전류 미러전자회로실험0요일 오전 10:30전기전자공학부 2021*************000ㅇ ㅇ ㅇ, ㅇ ㅇ ㅇ전자회로실험2전자회로실험 1주차 : 전류 미러1. 실험 결과1. NMOS 전류 미러A단자B단자C단자D단자E단자측정 전압 (V)2.8912.8358.9223.5739.307아래 5개 사진은 실험1에서 각 단자에서의 전압의 측정값이며 이를 위의 표로 정리하였다. 이 값들과 주어진 저항값을 이용하여, 입력 전류와 출력 전류의 값을 계산할 수 있는데 이는 아래에 있는 표와 같다.I_"in"I_out전류1.2109mA1.247mA이때, 입력전류는 15V 전압에서 A단자에 걸리는 전압을 뺀 값에서 10kΩ의 값으로 나눠주었고, 출력전류의 값은 측정한 아래의 사진과 같은 실험값을 사용하였다.전류 전달비는I_out / I_"in"의 값에 의하여 결정되므로 1.030의 값으로 측정되었다.R_2B를 간헐적으로 단락시켰을 때, 저항을 연결 한 경우의i_o2의 값은 1.248mA, 연결하지 않은 경우는 1.280mA로 측정되었다. 이때 전압은 9.160V로 측정되었다. 따라서, 전압 변화량은 ?5.587V라고 할 수 있다.R2B 연결하지 않은 경우R2B 연결 한 경우전류 (mA)1.2801.247전압 (V)9.1603.573이를 통하여 출력 저항R_out을 계산 가능한데, ΔV와 ΔI값을 이용하여 계산한다.Rout = (9.160 ? 3.573) / (1.280 ? 1.247)^10-3 으로 계산 가능하며,Rout = 5.14MΩ으로 구할 수 있었다.2. 캐스코드 전류 미러A단자B단자C단자D단자E단자F단자측정 전압 (V)10.5786.29110.5966.4942.8772.825위 표는 실험 2 - 캐스코드 전류미러에서 측정한 A~F단자에서의 전압 값이다.(위 두 사진은 DVM을 이용해 측정한 A단자(왼쪽)와 B단자(오른쪽)의 전압 값이다.)예상대로 4.7 kΩ 저항 한 개에서의 전압강하만 일어난 A단자와 C단자가 10.5정도의 비슷한 제일 큰 값을 가졌고, B단자와 D단자는 4.7kΩ 두 개가 직렬연결 된 총 9.4kΩ에서의 전압 강하로 인해 더 큰 전압 감소가 일어나서 약 6.3V의 전압을 B단자와 D단자가 가짐을 알 수 있었다.E단자와 F단자에서 약 2.8V의 전압으로 위에 B,D 단자에 비해 작은 전압이 측정되는 이유는 위에 연결된 MOSFET 자체가 가진 저항, 즉 소신호 분석에서의 rπ 와 ro값과 같은 저항 역할을 하기 때문에 한번 더 전압 강하가 일어나서 낮은 전압 값을 가진다는 것을 예측해볼수 있었다.위에 표에서 측정한 A~F 단자의 전압 값으로부터 알고 있는 저항값을 이용하여 입력 전류 I(in) 과 출력전류 I(out)을 구할수 있었다. 다음은 아래 표와 같다.I(in)I(out)전류 값0.905mA0.956 mA이때 전류 전달비 I(out) / I(in) = 1.056로 측정되었다.(위 사진은 DVM으로 측정한 I(out)의 전류 값이다)R2B를 간헐적으로 단락시켰을 때와 연결했을 때의 전압값과 연결하지 않았을 때의 D단자와 Ground 사이의 전압 값을 측정하고 전압 변화량을 구해보았다. 이는 아래 표와 같이 측정되었다.R2B X인 경우R2B O인 경우전류 I1.021 mA0.956 mA전압 V10.209 V6.494 VR2B가 연결 되지 않은 경우, 연결 된 경우에 비해서 소폭 전류값이 크게 측정 되었고, 전압값은 당연히 저항을 제거하여 총 저항이 감소하였기에, 크게 측정 되었다. 이때의 ΔV와 ΔI값을 이용하여 출력 저항 Rout을 계산 가능하다.Rout = (10.209 - 6.494) / (1.021 - 0.956)^10-3 으로 계산 가능하며,Rout = 57.154kΩ으로 구할 수 있었다.3. 실험 결론이론적으로 접근해보면, 앞의 1번 실험과 비교해보면, NMOS 전류 미러에 비해서 캐스코드 전류 미러가 더 큰 Rout 값, 즉 출력 저항 값을 가져야 한다. 이는 더 큰 출력 저항 값을 갖게 설계된 적층 구조의 캐스코드 전류 미러가 NMOS 전류 미러에 비해 더 안정된 구조를 가지고 안정적으로 동작 할 수 있기 때문이다. pspice 예측 결과에서도 실험 1에서 200kΩ, 실험 2에서 400kΩ의 결과 값을 미리 예측할 수 있었다.

공학/기술| 2021.05.18| 5페이지| 1,000원| 조회(144)

실험결과보고서, 전류미러, 전자회로실험2

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