목차
Ⅰ. 실험목적
Ⅱ. 이론
Ⅲ. 실험 결과 및 분석
Ⅳ. Discussion
본문내용
1. 실험 목적
– 병렬 및 직렬 다이오드 리미터 회로를 설계해보고 동작을 확인한다.
– 다이오드 클램퍼 회로를 통해 DC전압이 더해지는 동작을 확인한다.
– 반파 정류기, 브리지 정류기를 실험해보며, 다이오드의 정류작용을 이해한다.
2. 이론
– 다이오드 리미터
ideal diode 모델을 생각해볼 때, 다이오드는 입력 AC신호의 반주기를 제한하는 리미터로서 작용할 수 있다. 위의 사진은, 다이오드와 출력이 직렬로 연결된 직렬 리미터이다.
다이오드와 병렬인 node의 전압강하를 출력으로 설정한다면, 위와 같은 병렬 리미터 회로를 설계할 수 있다.
다이오드에 DC전압으로 bias를 걸어준다면, 출력의 리미트값을 원하는 값으로 결정할 수 있다. 정전압강하 모델을 생각했을 때, 위의 회로에서 Vout의 limit값은 -VA-0.7V가 될 것이다.
– 다이오드 클램퍼
위와 같이 다이오드, 캐패시터로 구성된 회로는 클램퍼로서, 입력파형의 형태 변환 없이, DC전위를 더해주어 출력되게끔 해준다. 캐패시터 양단이 최대로 충전되었을 경우, Diode가 turn on 될 수 없기에, C 양단의 전압강하(VA-0.7V)만큼, DC전압이 입력에 더해지게 되는 것이다. 이때 캐패시터의 방전이 쉽게 일어나지 않기 위해서는 시정수 τ=RC가 충분히 커야 한다.
위의 회로는 DC전원으로 biased된 클램퍼를 보여준다. 턴온전압을 고려했을 때, 출력은 입력보다 (-VA+3.0V+0.7V)만큼의 DC전위가 더해지게 될 것이다.
– 반파 정류기
반파 정류기란, 입력의 (-)전압 부분을 정류하여 0V로 처리해, (+)의 출력만이 나오도록 하는 장치이다. 이는 limit값이 0V인 리미터로도 해석할 수 있다.
입력 전압에 따른 출력전압을 plot한다면 위와 같은 전달특성 그래프를 그릴 수 있다.
– 브리지 정류기
브리지 정류기는 위와 같은 회로를 가진 정류기이다. 입력전압이 (-)일 때, 전류가 D4->R->D3로 흐르게 되어, 출력이 (+)로 나오게 된다. 따라서 모든 구간에서 (+)전압을 출력해내는, 전파정류작용을 할 수 있는 것이다.
위의 그림은 전파정류기의 입출력 특성 그래프와, 시간에 따른 파형을 나타낸 것이다.
– 정밀 반파 정류기
정밀 반파 정류기는 위와 같이 op amp를 활용한 정류기이다. op amp가 없는 정류기와 리미터는, 다이오드의 턴온전압이 출력에 영향을 미치는 단점이 있었다. 하지만 op amp를 이용한다면, 입력전압이 (+)일 때는 다이오드가 턴온되면서, 출력과 입력이 같아지고, (-)일 때는 턴오프되어, 출력이 0V가 된다. 따라서 턴온전압의 영향을 받지 않게 된다.
– 정밀 리미터
정밀 리미터는, 기준전압을 limit값으로 정할 수 있다는 장점이 있다. 입력이 기준전압보다 클 때에는 턴온되어, 출력이 기준값과 같아진다. 입력이 기준전압보다 작을 때는 턴오프되어, 입력은 출력과 동일해진다.
출처 : 해피캠퍼스
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