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의용공학과

[임상의공학실험] Band-pass filter / Band-reject filter 더보기
[임상의공학실험] 3차 Hight / Low Pass Filter 더보기
[임상의공학실험] 1차 Hight / Low Pass Filter, 2차 Hight / Low Pass Filter 더보기
[임상의공학실험] 고역필터회로, 저역필터회로 [임상의공학실험] 고역필터회로, 저역필터회로 ▣ Filter Circuit (필터 회로) • 전기 회로에 있어 4단자 회로망의 일종 • 특정 주파수의 입력신호를 제거 및 선택할 수 있으며 이러한 기능 수행 • 통과 또는 저지하는 주파수 대역의 특성에 따라 분류 • 저역 필터(low pass filter), 고역 필터(high pass filter), 대역 필터(band-pass filter), 대역 저지 필터(band rejection filter) • 이러한 필터의 특성은 출력전압과 입력전압의 최대진폭 비로 결정 따라서 출력신호의 최대진폭이 입력신호의 70.7%일 때 주파수를 기준으로 필터 특징 정의 이 주파수를 주어진 필터의 차단 주파수(cut-off frequency), fc라고 함 ▣ High P.. 더보기
[임상의공학실험] 미분기, 적분기 [임상의공학실험] 미분기, 적분기 ▣ 미분기(Differentiator) • 출력이 입력신호의 변화율에 비례하는 출력을 내는OP-AMP 회로. • 반전 증폭기에서 R1대신 C를 사용한 것으로 입력 신호를 미분. • 입력이 삼각파일 때, 출력은 구형파. • 전류 i(t)는 가상 단락의 단락성질에 의해 아래의 식 성립. • 가상단락의 개방 성질에 의해 아래의 식 성립. ▣ 적분기(Integrator) • 입력신호의 적분값에 비례하여 축력을 내는 OP-AMP 회로. (3) • 미분기에서 콘텐서(C)와 저항(R)을 맞바꾼 형태. • 입력이 구형파형일 때, 출력은 삼각파형. • 저항 R에 흐르는 i(t)는 가상단락에 의해 아래의 식 성립. 전류는 모두 C를 통해 흐름. • Vo(0)는 콘덴서(C)의 초기 전압, .. 더보기
[임상의공학실험] 반전증폭기, 비반전증폭기, 비교기 [임상의공학실험] 반전증폭기, 비반전증폭기, 비교기 연산 증폭기의 기본회로는 반전증폭기와 비반전 증폭기이다. 삼각형 형태의 기호를 가지고 있으며 아래 증폭기들의 형태를 가진다.증폭기 기호 삼각형 내에 있는 무한대 기호는 이상적인 연산 증폭기임을 표시 ▣ Inverting Amplifier (반전 증폭기) 가상접지에 의해 증폭기 입력단자의 전압은 0이고, 또한 연산증폭기의 입력저항이 무한대이기에 연산증폭기의 입력단자로 전류가 들어 갈 수 없다. 이를 통해 신호의 전압과 출력 전압간의 비인 전압 증폭도는 아래와 같음을 알 수 있다. Av = Vo/Vs = -R2/R1 식의 앞에 나타난 음의 부호는 신호접압 Vs와 출력전압 Vo간의 위상차가 180°임을 가리키므로 위상이 반전되었음을 나타낸다. ▣ Non-in.. 더보기
[기초전자회로] 비교기 회로 동작(Comparator Circuits Operation) [기초전자회로] 비교기 회로 동작 (Comparator Circuits Operation) 1. LM339 비교기 IC ○ 한 패기지 내에 4개의 comparator 내장. ○ 핀배치는 LM324와 다르나 훨씬 고속이며 전지적 특성은 LM324와 매우 흡 사. ○ 한 개의 IC 칩에서 OP-Amp와 comparator로 4개를 나누어 사용 가능 ○ 반전 입력과 비반전 입력, 그리고 하나의 출력을 가짐. ○ 한 쌍의 핀에 인가된 공급 전압은 4개의 비교기에 모두 공급되도록 됨. 2. 비교기 ○ 선형 전압을 입력으로 취함. 두 개의 입력전압과 하나의 출력전압을 갖는 회 로. ○ 하나의 입력이 다른 또 하나의 입력 전압과 비교하여 크거나 또는 작을 때를 나타내는 디지털 출력을 제공. ○ 비교기 출력은 연산 증.. 더보기
[기초전자회로] 능동 필터회로 [기초전자회로] 능동 필터회로 1. 능동필터 ○ 저항, 축전기와 트랜지스터, 연산 증폭기 등의 능동 소자를 사용하여 구성. ○ 인덕터를 사용하지 않고도 LC 필터와 동일한 특성을 실현할 수 있기 때문에 소형화 가능. ○ 전압 증폭이나 신호 분리 및 완충을 위해 증폭기 사용. ○ 필터종류 : 저역 필터, 고역필터, 대역필터 등. 2. 저역통과 필터 ○ 저주파 영역의 값은 1이고(0dB), 고주파 영역의 값은 거의 0에 가까운 신호(수십 dB의 음수 값)를 갖는 시스템. ○ 신호 통과시 신호의 주파수 성분이 필터 특성에 맞게 변함. ○ 저주파 성분은 그대로, 고주파 성분은 0에 가까운 값으로 변함. ○ 통과대역은 저역통과 필터에서 0과 차단 주파수 사이의 주파수 ○ 저지대역은 차단주파수 이상의 주파수 ○ 통.. 더보기
[기초전자회로] 선형 연산 증폭기 회로 [기초전자회로] 선형 연산 증폭기 회로 1. 연산 증폭기 큰 전압이득, 큰 입력 임피던스(보통 수 Mega-옴), 작은 출력 임피던스(100V 이하)를 가진 소자이다. 기본적으로 (+), (-) 2개의 입력 단자와 하나의 이상의 출력 단자를 같는 차동 증폭기를 이용하여 구성된다. (+) 입력은 입력과 동상의 신호를 출력하고, (-) 입력은 입력과 역상의 신호를 출력한다. 2. 반전 증폭기 반전 증폭기(inverting amplifier)는 상수 이득을 갖는 증폭회로 중 가장 광범위하게 사용된다. 출력신호는 입력신호의 위상을 180°로 반전 시키고, 가장 접지에 의해 증폭기 입력단자의 전압이 0이고, 연산증폭기의 입력저항이 무한대이기에 연산증폭기의 입력단자로 전류가 들어갈 수 없다. 3. 비반전 증폭기 비.. 더보기
[기초전자회로] 공통 이미터 증폭기의 주파수 응답 [기초전자회로] 공통 이미터 증폭기의 주파수 응답 1. 공통 이미터 증폭기 공통 이미터 증폭기는 이미터가 신호 접지에 있는 것으로 증폭기의 입력 포트는 베이스와 이미터 사이이고 출력 포트는 컬렉터와 이미터 사이이다. 이러한 특징으로 인해 접지 전위에 있는 이미터가 입력과 출력 사이의 공통 단자이므로 이 회로를 공통 이미터 증폭기라고 부른다. 아래의 회로는 공통 이미터 증폭기 회로이다. 입력 측은 베이스, 출력 측은 컬렉터가 신호를 담당한다. 따라서 입력단은 베이스-이미터, 출력단은 컬렉터-이미터 이다. 또한 입력 임피던스는 신호원의 저항을 제외하고 입력단에 연결된 총 저항을 의미하며 출력 임피던스란 부하저항을 제외하고 출력단에 연결된 총 저항을 의미한다. 공통 이미터 증폭기의 신호 출력 전압이 입력전압과.. 더보기
[기초전자회로] 전류원 회로 [기초전자회로] 전류원 회로 전류원 회로 (Current Source Circuits) 실제 전압원은 전압 소스와 저항이 직렬로 연결되어 있다. 이상적인 경우는 R=0이고, 실제 전압 소스는 작은 저항을 포함한다. 그리고 실제 전류소스는 전류 소스와 저항이 병렬로 연결되어 있다. 이상적인 경우는 R은 무한대 값이지만, 실제는 매우 큰 저항을 포함하고 있다. 이상적인 전류원이란 부하의 조건에 관계없이 정전류를 공급한다. 이처럼 높은 임피던스를 가짐에도 항상 일정한 전류를 공급하는 고정 정류원은 주로 집적화로에서 사용된다. ① 바이폴라 트랜지스터 전류원 바이폴라 트랜지스터를 이용하면 정전류의 전류원을 구성할 수 있다. 트랜지스터의 베이스 속으로 들여다 본 저항이 베이스에 연결된 저항 R1과 R2보다 크다고 .. 더보기
[기초전자회로] 달링톤 및 캐스코드 증폭기 회로 [기초전자회로]달링톤 및 캐스코드 증폭기회로 1. 달링턴(Darlington) 회로 달링턴 회로는 두 개의 바이폴라 접합 트랜지스터를 접속하여 하나의 ‘superbeta’ 트랜지스터로 작동하도록 한 회로이다. 앞쪽은 emitter, 뒤쪽은 base를 연결하고, collector는 상호 연결한다. 간단한 구조로 매우 높은 공통 이미터(common emitter) 전류 증폭률과 개선된 입출력 직선성을 얻을 수 있어 큰 신호의 출력회로로 이용된다. 증폭용 앞단 트랜지스터와 출력용 뒷단 트랜지스터의 종류(npn 또는 pnp)를 같게 하거나 다르게 할 수 있다. 위 그림과 같은 접속 방법을 달링턴 접속이라고 한다. 달링턴 트랜지스터 연결은 매우 큰 전류이득, 대개 수천의 값을 갖는다. 2. 캐스코드(Cascode.. 더보기
[기초전자회로] 공통 이미터 증폭기 설계 [기초전자회로] 공통 이미터 증폭기 설계 1. 공통 이미터 증폭기 이미터가 신호 접지에 있으므로 증폭기의 입력 포트는 베이스와 이미터 사이, 출력 포트는 컬렉터와 이미터 사이이다. 따라서 접지 전위에 있는 이미터가 입력과 출력 사이의 공통 단자이며 이에 회로를 공통 이미터 증폭기라고 부른다. 공통 이미터 증폭기는 다른 증폭기에 비해 중간 정도의 입력 저항과 큰 전압 이득, 큰 전류이득, 그리고 큰 출력 저항을 가지며, 다단 증폭기에서 주로 중간 증폭단으로 사용된다. 그러나 고주파 특성은 밀러 효과로 인해 양호하지 않다. 또한 원하는 회로 전압과 전류를 얻기 위하여 전압 분배 바이어스를 사용한다. * 실제적으로 완전한 쌍극성 트랜지스터 증폭기이다. 전압분배 바이어스 회로는 왜곡 없이 소신호를 증폭하기 위한.. 더보기
[기초전자회로] 공통 베이스 및 이미터 폴로우(공통 컬렉터) 트랜지스터 증폭기 [기초전자회로] 공통 베이스 및 이미터 폴로우(공통 컬렉터) 트랜지스터 증폭기 [ 공통 베이스 증폭기 ] 베이스틑 커패시터를 통해 교류접지하고 출력은 컬렉터에서 얻는다. 선형구간에서의 작동을 위하여 베이스-컬렉터 간에는 역 전압이 인가되어야 한다. Vee는 이미터-베이스 간에 순방향 바이어스로 인가되고, Vcc는 컬렉터에 역 전압을 인가하기 위해 +, 이미터에는 - 전압이 인가되어야 한다. 트랜지스터가 순방향 바이어스가 걸리게 되면 이미터 전류가 그래프와 같이 급격히 증가. 베이스-이미터 전압은 약 0.6Vdc가 걸린다. 공통 베이스 트랜지스터 증폭기 구성은 주로 고주파 동작에 사용 낮은 입력 임피던스와 높은 출력 임피던스, 1보다 약간 작은 전류이득, 매우 큰 전압이득 제공 교류 전압 이득 : Av=R.. 더보기
[기초전자회로] 공통 이미터 트랜지스터 증폭기 공통 이미터 트랜지스터 증폭기 이미터가 신호 접지에 있으므로 증폭기의 입력 포트는 베이스와 이미터 사이, 출력 포트는 컬렉터와 이미터 사이이다. 따라서 접지 전위에 있는 이미터가 입력과 출력 사이의 공통 단자이며 이에 회로를 공통 이미터 증폭기라고 부른다. 공통 이미터 증폭기는 다른 증폭기에 비해 중간 정도의 입력 저항과 큰 출력 저항, 큰 전압과 전류를 가진다. 그리고 원하는 회로 전압과 전류를 얻기 위하여 전압 분배 바이어스를 사용한다. 하지만 밀러 효과 때문에 고주파적 특성은 양호하지 않다. 여기서 밀러 효과란 진공관 증폭기에서 입력되는 그리드와 출력되는 플레이트 사이의 전극간 전기용량이 ‘증폭도＋1’배가 되어 등가적으로 입력 전기용량에 가해지는 효과를 말하는 것이다. 위의 그림을 보면 공통 이미터.. 더보기
[전자기초회로] JFET 바이어스 회로 [전자기초회로] JFET 바이어스 회로 1. 고정 바이어스된 JFET의 회로 소자와는 관계없는 일정한 바이어스 전압, 전류를 얻는 방법이다. Q점은 독립적인 DC 공급기에 의해 설정된 VGS에서 수직선과 쇼클리 방정식에 의한 전달 곡선의 교차점으로 구할 수 있다. 2. 자기 바이어스된 JFET의 회로 JFET의 가장 일반적인 방법으로 게이트-소스전압 VGS는 n-채널은 (-), p-채널은 (+)이다. 게이트에 공급하는 전압이 없기 때문에 VG=0V이고, 저항RG는 바이어스에 영향을 미치지 않고 증폭기 응용시 접지로부터 교류신호를 분리할 때 사용한다. Q점은 ID와 VGS에 결정된 점과 원점을 지나는 바이어스 선과 전달곡선에 교차점을 말한다. 3. 전압분배기 바이어스 JFET 회로 자기 바이어스와 동일한 .. 더보기
[기초전자회로] JFET 특성 [기초전자회로] JFET 특성 1. JFET 구조 접합 전계효과 트랜지스터(Junction Field Effect Transistor; JFET)는 채널의 전류를 제어 하기 위하여 역바이어스되는 접합으로 동작하는 전자소자로서 Drain과 Source가 연결된 물질에 따라 N채널 또는 P채널로 나뉘어진다. o PNP 접합 구조 : N형의 다수 캐리어인 전자가 그 채널을 주행하기 때문에 N 채널형 o NPN 접합 구조 : P층 영역의 다수 캐리어인 정공이 주행하기 때문에 P 채널형 2. JFET의 기본동작 ① Source에서의 전자들을 끌어당기기 위해 Drain에 양의 전압(VDS)을 인가한다. ② Gate와 Source사이에 역방향으로 바이어스 되도록 전압(VGS)를 인가하여 JFET는 항 상 G-S간 P.. 더보기
[기초전자회로] BJT 바이어스회로설계 [기초전자회로] BJT 바이어스회로설계 1. 콜렉터 궤환 회로 베이스 저항 RB를 전압원 VCC에 직접 연결하지 않고 컬렉터로 피드백 시킨 구조를 가지고 있으며 피드백 연결을 통해 βDC에 대한 영향을 줄여 매우 안정된 동작점을 얻을 수 있다. 2. 이미터 바이어스 양(+)과 음(-)의 전압원 두 개를 이용하여 트랜지스터가 활성영역에서 동작하도록 하는 방법이다. 3. 전압분배기 바이어스 동작점의 안정도가 우수하여 트랜지스터의 바이어스 방법으로 가장 광범위하게 사용된다. 베이스에 인가되는 전압은 저항성 전압분배기게 의하여 적절한 값으로 분배되어 인가된다. 4. 설계 기준(안정성) 컬렉터 궤환 바이어스 : 컬렉터의 베이스 사이에 음의 피드백을 걸어 동작점의 안정도를 높인 바이어스 회로이다. (RB/βRC가 .. 더보기
[기초전자회로] 이미터 바이어스, 컬렉터 피드백 바이어스 [기초전자회로] 이미터 바이어스, 컬렉터 피드백 바이어스 1. 에미터 바이어스(전류 궤환 바이어스) 에미터 바이어스는 양(+)과 음(-)의 전압원 두 개를 이용하여 트랜지스터가 활성영역에서 동작하도록 한다. 전원전압, 베이스-이미터간 전압의 변동에 대해 안정도가 비교적 높은 바이어스 방법이다. 그러나 전류에 비례해서 전압을 입력 쪽에 귀환하기 위해서 이미터에 저항 RE를 접속하므로 전압 이득이 나빠진다. 전압 이득이 나빠지는 것을 방지 하기 위해 RE와 병렬로 캐패시터를 부가해 교류신호를 바이패스 시킬 수 있다. 2. 컬렉터 피드백 바이어스 컬렉터 피드백 바이어스는 자기 바이어스라고도 한다. 베이스 전류를 전원으로부터 직접 얻지 않고 소자의 콜렉터로부터 얻는다. βDC의 변화에 따른 영향을 줄임으로써 비.. 더보기
[기초전자회로] 고정바이어스, 전압분배바이어스 [기초전자회로] 고정바이어스, 전압분배바이어스 1. 고정 바이어스 회로의 특징 비교적 간단한 회로이나 Q점이 트랜지스터의 β(순방향 전류비)와 온도에 너무 민감하다는 결점이 있다. 고정바이어스 회로의 부하선상에서 Q점의 정확한 위치를 예상하기 어려울 수 있다. 아래의 그림은 온도변화에 의한 IC의 변화가 큰 고정 바이어스 회로이다. 2. 전압 분배 바이어스 회로의 특징 트랜지스터 베이스에 가해지는 직류 바이어스 전압으로 R1과 R2로 구성된 저항전압분배기에 의해 만들어진다. 트랜지스터의 β가 아닌 외부 회로요소에 주로 의존하는 베이스 - 이미터, 콜렉터 - 이미터 전압을 만드는 피드백 결선을 사용한다. 개별 트랜지스터의 β가 상당히 바뀌어도 부하선상에 Q점의 위치는 근본적으로 고정된다. β 무관 바이어스.. 더보기

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