지식참고자료

[태그:] BJT

  • 전자공학실험 5장 BJT 바이어스 회로 A+ 예비보고서

    목차

    1 실험 개요
    2 실험 기자재 및 부품
    3 배경 이론
    4 실험 회로
    5 예비 보고 사항

    본문내용

    1 실험 개요
    -BJT를 증폭기로 동작시키기 위해서는 적절한 DC바이어스가 인가되어야 하며, 이때의 DC 바이어스를 동작점 또는 Q점이라고 부른다. DC바이어스는 증폭기의 전압 이득과 스윙을 결정하는 중요한 역할을 한다. 이 실험에서는 BJT를 이용한 증폭기의 DC동작점을 잡아주기 위한 바이어스 회로에 대해 알아보고, 실험을 통하여 동작을 확인하고자 한다.

    2 실험 기자재 및 부품
    DC파워 서플라이, 디지털 멀티미터, 오실로스코프, 함수 발생기, Q2N4401(npn형 BJT) 1개, 저항, 커패시터

    3 배경 이론
    DC 바이어스와 소신호의 개념
    일반적으로 BJT나 MOSFET을 이용한 증폭기는 [그림 5-1]과 같은 비선형 증폭기의 특성을 보인다. 비선형 증폭기를 선형적으로 동작시키기 위해서는 DC 바이어스를 인가해서 동작점(Q-포인트) operating point을 잡아주는 것이 중요하다. 또한, 동작점 부근에 서 소신호 small signal를 인가해서 최대한 선형적인 특성을 따라갈 수 있도록 해야 한다.

    바이어스 회로
    일반적으로 증폭기의 동작점을 잡아주기 위해서는 바이어스 회로가 필요하다. [그림 5-2]는 가장 기본적인 전압분배 바이어스 회로이다. 이 회로는 저항 RB1 또는 RB2의 변화에 따라서 VBE 전압과 Ic의 변화가 심한 단점이 있다.

    출처 : 해피캠퍼스

  • 전자공학실험 4장 BJT 기본 특성 A+ 예비보고서

    목차

    1 실험 개요
    2 실험 기자재 및 부품
    3 배경 이론
    4 실험 회로
    5 예비 보고 사항

    본문내용

    1 실험 개요
    -바이폴라 접합 트랜지스터(BJT : Bipolar Junction Transistor)는 N형과 P형 반도체를 샌드위치 모양으로 접합한 구조로, 이미터, 베이스, 컬렉터라고 하는 3개의 단자로 구성된다. 베이스 단자의 전류가 컬렉터 단자의 전류나 이미터 단자의 전류에서 증폭되는 특성을 가지므로, 증폭기로 사용될 수 있다, 이 실험에서는 BJT의 기본적인 동작 원리를 살펴보고, 전류-전압 특성 및 동작 영역을 실험을 통하여 확인한다. 또한 BJT의 전류 증폭도 및 출력 저항을 측정을 통해 확인한다.

    2 실험 기자재 및 부품
    -DC파워 서플라이, 디지털 멀티미터, 오슬로스코프, 함수발생기, Q2N4401(npn형 BJT)1개, 저항, 커패시터

    3 배경 이론
    BJT는 p형과 n형 반도체 3개를 결합하여 만든 소자로서, 그 구성에 따라서 npn형과 pnp형으로 나뉜다. [그림 4-1(a)]는 npn형, [그림 4-1(b)]는 pnp형 BJT의 구조이다. npn형 BJT의 이미터 영역은 n형, 베이스 영역은 p형, 컬렉터 영역은 n형으로 구성되어 있으며, pnp형 BJT의 이미터 영역은 p형, 베이스 영역은 n형, 컬렉터 영역은 p형으로 구성되어 있다.

    [그림 4-2(a)] npn형, [그림 4-2(b)]는 pnp형 BJT의 기호를 나타낸다.

    npn형 BJT는 베이스와 이미터, 베이스와 컬렉터 사이에 PN 접합이 존재하므로, PN 접합의 동작 영역에 따라서 BJT의 동작 영역이 결정된다. [표 4-1]은 npn형 BJT의 동작 영역을 정리한 것이다. EBJ는 베이스와 이미터 사이의 PN 접합, CBJ는 컬렉터와 베이스 사이의 PN 접합을 나타낸다.

    출처 : 해피캠퍼스

  • 전자회로실험_A+레포트_BJT Common Emitter, Common Collector

    목차

    1. 이론
    2. 실험부품 및 실험방법
    3. 실험결과
    4. 토의

    본문내용

    <실험목적>
    1. NPN, PNP형 BJT를 사용한 공통 이미터 증폭기의 회로 구성과 동작을 확인한다.
    2. NPN형 BJT자기 바이어스 회로의 동작점 전류, 전압을 측정하고 그래프를 그려 이해한다.
    3. 부하저항에 따른 공통 이미터 증폭기의 전압이득을 확인한다.
    4. NPN, PNP형 BJT를 사용한 공통 컬렉터 증폭기의 회로 구성과 동작을 확인한다.
    5. 공통 컬렉터 증폭기의 전압이득을 확인한다.

    A. 이론

    : BJT를 이용하여 입력되는 전압이나 전류를 트게 만들어서 출력으로 내보내는 회로
    <공통 이미터 증폭기>
    : 입력신호가 베이스 단자에 인가되고 컬렉터에서 출력신호가 나오도록 구성된다. 이미터 단자가 접지되어 입력과 출력에 공통단자 역할을 하므로 공통 이미터(Common Emitter) 증폭기라고 부른다. 다른 증폭기 구조에 비해 중간 정도의 입력 저항, 큰 전압, 큰 전류 이득, 그리고 출력 저항을 가진다.
    – 동작 원리: 공통 이미터 증폭기에서 입력은 베이스-이미터 전압이고, 출력은 컬렉터-이미터 전압이다. 베이스-이미터 사이의 소신호 입력전압에 비례하는 전류가 컬렉터에 흐르고, 이 전류가 출력 쪽의 저항에 의해서 전압으로 변환되면서 전압이 증폭된다.
    <공통 컬렉터 증폭기>
    : 입력은 커패시터를 통해 베이스에 연결되고 출력은 이미터에서 커패시터를 통해 부하로 연결된다. 공통 컬렉터 증폭기는 이미터 전압이 베이스 전압과 거의 같은 파형으로 나오므로 출력이 입력을 따라간다.
    – 전압이득이 거의 1에 가깝고 높은 전류이득과 입력저항을 얻을 수 있다. 출력단 부하의 크기가 작은 경우 전체 증폭기의 전압이득이 감소되는 것을 방지하기 위해 부하와 출력단 사이에 위치시켜 증폭기의 이득을 감소시키지 않도록 한다.

    출처 : 해피캠퍼스

  • 전자회로실험_A+레포트_BJT Bias Circuit

    목차

    1. 실험부품 및 실험방법
    2. 이론
    3. 실험결과
    4. 토의

    본문내용

    <실험목적>
    1. BJT의 자기 바이어스 회로의 특성을 알아보고 이해한다.
    2. NPN형 BJT자기 바이어스 회로의 동작점 전류, 전압을 측정하고 그래프를 그려 이해한다.

    A. 실험부품 및 실험방법
    1) 실험부품: DC전원공급 장치, 오실로스코프, 멀티미터, 브레드보드, 저항, 트랜지스터

    실험방법
    ⅰ) NPN형 BJT 전압분배 바이어스 회로의 동작점 전류, 전압 측정하기
    ① 사진과 같이 회로를 구성한다.
    ② DC 전원공급 장치의 출력을 10 V로 설정한다.
    ③ 베이스 전류 I_B, 컬렉터 전류I_C, 베이스-이미터 전압 V_BE, 컬렉터-이미터 전압 V_CE, 컬렉터-베이스 전압 V_CB를 측정한다.
    ④ 컬렉터 저항을 바꿔가면서 동작점 전류, 전압을 측정한다.
    ⑤ PNP형 BJT형 2N3905 트랜지스터로 바꿔서 측정을 반복한다.

    ⅱ) NPN형 BJT 자기 바이어스 회로의 동작점 전류, 전압 측정하기
    ① 사진과 같이 회로를 구성한다.
    ② DC 전원공급 장치의 출력을 10 V로 설정한다.
    ③ 베이스 전류 I_B, 컬렉터 전류I_C, 베이스 전압 V_B, 이미터 전압 V_E, 컬렉터 전압 V_C, 베이스-이미터 전압 V_BE, 컬렉터-이미터 전압 V_CE, 컬렉터-베이스 전압 V_CB를 측정한다.

    출처 : 해피캠퍼스

  • BJT 3-BJT Amplifier_결과레포트

    목차

    1. 실험 회로도
    2. 실험 장비 및 부품
    3. 실험 결과
    4. 결론

    본문내용

    3. 고찰
    (1) Small Signal Parameters 분석
    위 실험은 BJT 단자의 전압에 따른 Common Emitter 회로의 출력을 이해하고 AC Signal을 인가했을 때 이론적으로 출력 파형을 예측하고 실험적으로 확인하기 위해 진행되었다.
    시뮬레이션과 실험에서 구한 Small Signal Parameters를 비교해보았을 때 모두 10% 이내의 오차율이 나타났다. 이를 통해 다소 성공적인 실험임을 알 수 있었고, 시뮬레이션과 실험에서 구한 값의 오차는 가변저항  을   이  가 되도록 정확히 맞추지 못한 탓이라고 본다.

    출처 : 해피캠퍼스

  • BJT 3-BJT Amplifier_예비레포트

    목차

    [1] 실험 목적
    [2] 실험 이론
    [3] 실험 소자 특성
    [4] 실험 방법
    [5] 시뮬레이션 결과
    [6] 확인 질문

    본문내용

    [1] 실험 목적
    – BJT 단자의 전압에 따른 Common Emitter 회로의 출력을 이해한다.
    – AC signal을 인가했을 때 이론적으로 출력 파형을 예측하고 실험적으로 확인한다.

    [2] 실험 이론
    (1) Common Emitter
    Common Emitter 회로는 입력 신호가 base에 인가되고 collector에서 출력 신호가 나오도록 구성된다. Emitter가 접지되어 입력과 출력에 공통 단자의 역할을 하므로 공통 이미터(Common Emitter) 증폭기라 한다.

    [그림 1] Common Emitter 회로도

    Bipolar transistor는   전압에 따라 Active 영역에서의 collector 전류  가 결정된다. 이를 수식적으로 나타내면        이며, 따라서 small signal parameters인  ,  , 를 다음과 같이 도출해 낼 수 있다.

             ,    

    [그림 2]의 왼쪽의 회로를 -model로 변환한 것이 오른쪽의 회로이다. Small signal이 인가되었을 때 gain을 구하는 과정은 다음과 같다.

    출처 : 해피캠퍼스

  • BJT 2-Large Signal Analysis 2_예비레포트

    목차

    [1] 실험 목적
    [2] 실험 이론
    [3] 실험 소자 특성
    [4] 실험 방법
    [5] 시뮬레이션 결과
    [6] 확인 질문

    본문내용

    [1] 실험 목적
    – BJT 소자의    특성을 이해하고, 이를 실험적으로 확인해본다.
    – BJT 소자의 를 실험적으로 측정해본다.

    [2] 실험 이론
    (1) Early Effect (Base width modulation)
    BJT의 C-B 접합에서 Reverse bias의 크기가 증가함에 따라 C-B Depletion region width가 증가한다. 이는 Base 영역의 폭  가 감소하는 효과를 발생시킨다.  의 변화에 따라 Current gain  가 변화하고, 결과적으로 Collector 전류를 증가시킨다. C-B 접합의 Reverse bias 크기의 변화로 인해 Collector 전류가 변화하는 것은 B-E 접합의 Forward bias로 Collector 전류를 제어하는 트랜지스터의 이상적인 경우에서 벗어나게 한다. 원래의 Base 영역의 끝에서부터 변화된 Base 영역의 끝까지의 길이를  라 하면,
              
    이다. 따라서 변화된 Base 폭 ′ 는 ′      로 구해지고, 이를 이용하여 Gain 값을 다시 구해주면 된다.
    이에 대한 Early voltage  는 다음과 같이 정의한다.

    출처 : 해피캠퍼스

  • BJT 1-Large Signal Analysis 1_결과레포트

    목차

    1. 실험 회로도
    2. 실험 장비 및 부품
    3. 실험 결과
    4. 결론

    본문내용

    2. 실험 결과
    (1) BJT의     특성 실험
    [그림 15] NPN BJT에서의   에 대한  의 실험값과 시뮬레이션 값

    [그림 11]과 같이 NPN BJT의     특성 실험에서     그래프 개형은 시뮬레이션상에서 exponential function 형태의 개형으로 나타났다. 이를 실험값과 함께 비교했을 때 [그림 15]과 시뮬레이션과 거의 일치하는 정도의 값들로 exponential function 형태로 나온 것으로 보아 매우 성공적인 실험임을 알 수 있다.

    [그림 16] PNP BJT에서의  에 대한  의 실험값과 시뮬레이션 값

    [그림 14]과 같이 PNP BJT의     특성 실험에서     그래프 개형은 시뮬레이션상에서 exponential function 형태의 개형으로 나타났다. 이를 실험값과 함께 비교했을 때 [그림 16]과 시뮬레이션과 거의 일치하는 정도의 값들로 exponential function 형태로 나온 것으로 보아 매우 성공적인 실험임을 알 수 있다.

    출처 : 해피캠퍼스

  • BJT 1-Large Signal Analysis 1_예비레포트

    목차

    [1] 실험 목적
    [2] 실험 이론
    [3] 실험 소자 특성
    [4] 실험 방법
    [5] 시뮬레이션 결과
    [6] 확인 질문

    본문내용

    [1] 실험 목적
    – BJT 소자의 구조 및 동작 원리를 이해한다.
    – BJT 소자의     특성을 이해하고, 이를 실험적으로 확인해본다.
    –  의 크기에 따라 BJT의 Beta(  ; forward transfer characteristic)이 달라짐을 확인한다.

    [2] 실험 이론
    (1) Transistors
    Active device인 Transistor의 종류로는 BJT와 MOSFET 등이 있다. Transistor는 증폭기를 구성하는 중요한 요소가 되는데, 이는 인가한 전압에 따라 출력 전류가 달라지는 소자의 특성으로 인해 전압 종속 전류원으로 동작할 수 있기 때문이다. 이 동작 특성을 이용하여 부하 연결에 따라 여러 가지 활용할 수 있다.

    (2) BJTs
    BJT는 3개의 불순물 영역으로 구성되어 있는데, 각 영역을 Emitter, Base, Collector라 명한다. 각 부분을 N-P-N으로 구성된 트랜지스터를 NPN 트랜지스터라 부르며, P-N-P로 구성된 트랜지스터를 PNP 트랜지스터라 부른다. BJT의 회로 기호와 각 명칭은 [그림 1]과 같다.

    [그림 1] BJT 회로 소자 명칭 (왼쪽) PNP, (오른쪽) NPN

    Emitter-Base P-N 접합은 순방향으로 바이어스되고, Base- Collector 접합은 역방향으로 바이어스된다. BJT의 Emitter-Base는 Diode와 유사하게 동작하는데, Diode가 Turn On/Off 두 가지로 동작 영역이 나뉘는 것에 비해 BJT 동작 영역은 Cut-Off/Active/Saturation 세 가지로 동작 영역이 나뉜다.      가 되면 Cut-Off 영역에서 벗어나 Collector-Emitter로 전류가 흐를 수 있게 된다.  에 따라      보다 큰 경우는 Active 영역에서 동작하여 Current source의 역할을 하게 되며,      보다 작은 경우에는 Saturation 영역에서 동작하여 Voltage source와 유사하게 동작한다.

    출처 : 해피캠퍼스