21. 공통 이미터 증폭기의 주파수 응답○실험목적공통 이미터 증폭기회로에서 주파수 응답을 조사한다.○이론증폭기의 주파수 응답의 해석은 저주파, 중간주파, 고주파 영역으로 세 가지의 주파수 범위로 구분할수 있다.저주파 영역에서는 DC 절연(AC 결합과) 측로동작을 위해 사용된 회로의 커패시터는 하한 차단주파수(하한 3dB)에 영향을 미치고, 중간 주파수 영역에서 저항성분만 이득에 영향을 주고 이득은 일정하게 유지된다. 고주파 영역에서 나타나는 표유 결선 정전용량과 소자 정전용량은 상한 차단 주파수를 결정한다.※하한 차단 주파수(하한 3dB): 입력 결합 커패시터에 의한 차단 주파수,: 출력 결합 커패시터에 의한 차단 주파수: 이미터 측로 커패시터에 의한 차단 주파수,※상한 차단 주파수(상한 3dB)입력 회로망 :,,= 입력 결선 정전용량= 중간 재역 주파수에서 증폭기의 전압이득
실험 21. 저항-커패시터 회로의 시정수실험 목적저항-커패시터 회로의 시정수는 저항-커패시터 회로의 특성을 결졍하는 중요한 양이다. 실험을 통하여 이러한 회로의 시정수를 측정한다.이론그림21-1. RC 회로위의 그림과 같이 커패시터가 초기에 충전되었을 경우, t=0일 때 초기전압은- [식-1]충전된 에너지를 구하는 식은- [식-2]여기서 시정수()를 이용하여 회로의 자연 응답 식은- [식-3]t=0Vt그림21-2. 자연 응답 그래프위의 그래프를 보면 시간이 지날수록 전압이 감소하는 것을 볼 수 있다.실험결과표21-1. 커패시터의 방전전원 공급기의출력 전압전압계의내부 저항회로의시정수13.4V8.331MΩ8.33초방전 시간커패시터에 걸리는 전압,배수시정수의배수1st trial2nd trial3rd trial4th trial평균값18.55.1675.1185.1375.1245.1372172.2642.1342.1122.1452.164325.51.0020.9910.9840.9800.9894340.4490.4480.4620.4490.452542.50.1970.1940.1940.1860.19310850.0140.0150.0130.0130.014표21-2. 커패시터의 충전충전 시간전압계에 표시되는 전압,배수시정수의 배수1st trial2nd trial3rd trial4th trial18.55.1455.2075.1845.2072172.2752.1672.2652.257325.51.0481.1071.0571.0024340.4620.4420.4820.452542.50.2100.1790.1650.20410850.0150.0200.0140.017충전 시간커패시터에 걸리는 전압,배수시정수의 배수1st trial2nd trial3rd trial4th trial18.58.2558.1938.2168.19321711.1311.2311.1411.14325.512.3512.2912.3412.4043412.9412.9612.9212.95542.513.1913.2213.2413.20108513.3913.3813.3913.38표21-3. 구형파 입력(R=1.988kΩ)배수Time시정수 주기에 대한 %변화커패시터에 걸리는 전압,계산값측정값10.236.79%4.12520.413.53%4.65630.64.98%4.87540.81.83%4.96951.00.67%2.250102.00.0045%3.219이번실험에서는 커패시터의 충방전을 구하는 실험이다. 먼저 커패시터의 방전실험을 보면 처음 완전충전된 전압은 12V인데, 1배수부터 커패시터에 걸리는 전압을 보면 평균 5.1V 정도이므로 방전을 시작하자마자 충전된 전압이 급격히 떨어지는 것을 알 수 있다. 그리고 10배수가 돼서는 거의다 방전이 되는 것을 알 수 있다. 그리고 커패시터의 충전 실험에서도 방전에서의 값과 거의 비슷하게 나오는 것을 알수 있는데. 그 이유는 커패시터에 걸리는 전압을 재는 것이 아니라 커패시터보다 앞에 전압계를 나두므로 커패시터에 충전이 되기 때문에 전압이 줄어드는 것을 알수 있다.
20. 다단 증폭기(RC 결합)실험목적다단 FET 증폭기에서 DC와 AC 전압, 전압이득(), 입력 임피던스(), 출력 임피던스()를 측정한다.이론+-GDS+-그림 20-1. JFET 증폭회로AC전압이득 :--- [식 20-1]--- [식 20-2]AC 입력 임피던스--- [식 20-3]AC 출력 임피던스--- [식 20-4]실험결과2)공통 소오스회로의 DC 바이어스(계산치)=-4.66V(계산치)=-1.912V(계산치)=-4.656V(계산치)=9.13mA(계산치)=-1.912V(측정치)=0.565V(측정치)=4.675V(측정치)=16.20V(측정치)=-4.12V(계산치)=9.01mA(측정치)=50mV(측정치)=4.80V(측정치)=15.19V그림20-1 JFET 다단증폭기 (측정치)=-4.75V(계산치)=9.23mA3) 증폭기의 AC 전압이득(계산치)=-3.998(계산치)=-4.214(계산치)=16.848(측정치)=10(측정치)=167.98(계산치)=16.798(측정치)=-41.89(계산치)=-4.189V(계산치)=-4.010V이번실험에서는 1)번 실험과 4)번 실험은 하지 않았다.먼저 2) 공통 소스회로의 DC바이어스 실험에서 맨 먼저 쇼클리방정식‘’과 부하선 방정식 ‘’을 통하여 피스파이스로,을 구한후의 식으로을 구한다.마찬가지로,를 구하고,의 식을 사용한다.,와,로 설계된 회로에서,,,를 구한다. 이 값들을 이용하여의 식으로을 구한다.,,,를 이용해 마찬가지로의 식으로를 구한다.그다음 3)증폭기의 AC 전압이득 실험에서 두 번째 공통 소스 증폭기의 전압이득은 아래 식을 이용하고,,이고,첫 번째 공통 소스 증폭기의 전압이득은 아래 식을 이용한다.,따라서 전체 증폭기의 전압이득의 계산식은이다.로 인가해준 입력 전압값을 측정하면이다.부하전압의 측정값이므로 전체 증폭기의 전압이득 측정값은이다. 이때 부하를 제거하고 측정한 출력전압값은이다. 첫 번째 증폭단의 전압이득은
실험 20. 인덕터의 직병렬 연결실험 목적인덕터의 직렬 및 병렬연결 회로를 구현해 보고 그 특성을 이해한다.이론그림 20-1. 인덕터의 직렬연결 회로위와같이 직렬로 연결된 인덕터를 구하는 식은 다음과 같다.- [식 20-1]그림 20-2. 인덕터의 병렬 연결 회로인덕터가 병렬로 연결되었을 경우, 구하는 식은 다음과 같다.- [식 20-2]병렬로 연결된 경우, 총 인덕턴스는 연결된 인덕턴스 중 가장 작은 인덕턴스보다 작다동일한 두 개 이상의 인덕터를 병렬로 연결하였을 때 총 인덕턴스는 다음과 같다.- [식 20-3] (n은 동일한 인덕터의 개수)실험결과표20-1. 인덕터의 리액턴스 측정계산값측정값1kΩ0.988kΩ1.324V1.084V0.084V0.006V1.34mA1.096mA표20-2. 직렬 인덕터의 리액턴스 측정계산값측정값1.3V1.13V0.037V0.028V0.074V0.080V0.111V0.114V0.592mA0.512mA계산값측정값0.937V0.829V0.059V0.050V0.119V0.148V0.297V0.322V0.476V0.540V0.948mA0.830mA표20-3. 등가 리액턴스의 측정표20-4/ 병렬 인덕턴스의 측정계산값측정값2.2kΩ2.197kΩ1.386V1.183V0.026V0.020V0.631mA0.537mA0.421mA0.399mA0.210mA0.137mA이번 인덕터의 직병렬에서 인덕터가 직렬로 연결되어 있을 때, 인덕터의 합은이고 병렬일 때는이다. 여기서 인덕턴스는의 식을 이용해서 구한다. 실사치를 얻기위해서