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의용공학과/기초전자회로

[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
[기초전자회로] LED, 제너다이오드 [기초전자회로] LED, 제너다이오드 1. Light-Emitting Diode (LED) LED(Light Emitting Diode:발광다이오드)는 화합물 반도체(EX : GaP, GaAs)의 PN 접합 다이오드에 순방향 전류가 흐를 때 빛을 발하는 현상을 이용한 소자로서, P측에 +극, N측에 -극을 접속하면 P측의 정공은 N측에, N측의 전자는 P측으로 이동하여 PN 접합 점에서 전자와 정공이 결합하면서 전자가 에너지를 방출하면서 빛으로 발광하는 원리이다. 즉 반도체의 p-n 접합 구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 양공)를 만들어내고, 이들의 재결합(再結合)에 의하여 발광시키는 것이다. 2. Zener Diode Zener Diode는 역방향으로 전압을 가했을 경우에 어떤 전압에서 안정.. 더보기
[ 기초전자회로] 클램핑 회로 1. 클램핑 회로 반복파형의 한 부위를 어느 일정한 레벨로 고정시키는 회로이다. 스위칭 할 때의 전압 변화 등을 어느 범위로 제한하기 위해 인가한다. 다이오드를 이용하여 출력의 고 레벨을 VE(VCC>VE)로 고정하며, 트랜지스터가 오프(off)할 때의 고속화와 출력 레벨 변동을 경감할 수 있다. 클램퍼라고도 한다. 아래의 그림은 양(+)의 클램핑 회로 동작이다. 이 회로의 동작은 입력전압의 처음 음(-)의 반주기에 대한 동작을 고려해 봄으로써 알 수 있다. 위 그림 (a)에서 보인 것처럼, 입력이 처음 음(-)의 반주기 동안에는 다이오드가 순방향 바이어스가 되어 캐패시터는 입력의 피크 값에 가까운 Vp(in)-0.7V까지 충전하게 되고 음(-)의 피크 값 이후에는 다이오드가 역방향으로 바이어스 된다. .. 더보기
[기초전자회로] 클리퍼, 클램퍼 [기초전자회로] 클리퍼, 클램퍼 1. Clipper 입력되는 파형의 특성 레벨 이상이나 이하를 잘라내는 회로를 말한다. 보통 Clipper라고 쓰는데 클리핑 회로라고도 하고, 리미터(limiter)라고도 하고 진폭제한 회로라고도 한다. 클리퍼 회로는 직렬은 출력이 다이오드와 직렬로 된 회로이고, 병렬은 출력이 다이오드와 병렬로 된 회로이다. 다이오드의 연결 방향에 따라 잘라지는 파형의 위치가 바뀌는데, 특정레벨 이상을 잘라내는 클리퍼 회로에 저항을 직렬로 연결하고 다이오드는 순방향 병렬로 연결하는 방법과 다이오드는 역방향 직렬로 연결하고 저항은 병렬로 연결하는 방법이 있다. 특정레벨 이하를 잘라내는 클리퍼는 회로에 저항을 직렬로 연결하고 다이오드는 역방향 병렬로 연결하는 방법과 다이오드는 순방향 직렬로 .. 더보기
[기초전자회로] 반파정류회로, 전파정류회로, 브리지 정류회로 [전자] 반파정류회로, 전파정류회로, 브리지 정류회로 정류 회로란? 교류전류를 직류전류로 변환하는 전기 회로이다. 일반적으로 전기에너지는 교류로 전송되는데, 직류가 필요한 설비의 천원에는 정류회로를 사용한다. 1. half-wave rectifier circuit(반파 정류 회로) 반파 정류는 교류전압을 인가하였을 경우 양(+)의 주기는 도통되고 음(-)의 주기는 차단시킴으로써 양(+)의 파형을 가지는 것을 말한다. 회로에서 교류전압 v(t) = Vm sinωt가 주어졌을 때, 입력파형과 출력파형을 비교하면 오른쪽 그림에서 위의 파형은 입력파형이고 아래의 파형은 출력파형이다. 출력 전압의 주파수와 최대 값은 입력 전압의 주파수와 최대 값과 같다. 회로의 구성은 간단히 전원, 저항, 1개의 다이오드로 구성.. 더보기
[기초전자회로] 저항읽는법 [전자] 저항읽는법 저항은 색을 구분하여 읽습니다. 4색저항은 -1234-를 순으로 왼쪽에서 오른쪽 순으로 읽습니다. 색 수치 승수 정밀도 흑 0 0 - 갈 1 1 ± 1 빨 2 2 ± 2 주 3 3 ± 0.05 노 4 4 - 초 5 5 ± 0.5 파 6 6 ± 0.25 보 7 7 ± 0.1 회 8 8 - 백 9 9 - 금 - -1 ± 5 은 - -2 ± 10 무 - ± 20 제 1 색띠 : 앞자리, 제 2 색띠 : 뒷자리 즉, 제 1 색띠와 제 2 색띠를 표의 수치로 읽으면 두 자릿수의 유효숫자가 됩니다. 제 3색띠 : 10의 승수 4: 오차범위 제 3 색띠는 승수를 뜻합니다. 제 3 색띠에 해당하는 승수를 곱해주면 저항 값이 됩니다. 오차는 금색은 ± 5% , 은색은 ± 10%이고 띠가 없으면 '무'.. 더보기
[기초전자회로] 다이오드(Diode) 정의와 특성 [전자] 다이오드(Diode) 정의와 특성 1. 다이오드(Diode)의 정의 다이오드란 전류를 한쪽 방향으로만 흘리는 반도체 부품이다. ”+”의 전기를 많이 가지고 있는 p형 반도체와 “-”의 전기를 많이 가지고 있는 n형 반도체를 접합하여 만든 것으로서, 한쪽 방향으로는 쉽게 전자를 통과시키지만 다른 방향으로는 통과시키지 않는다. 2. 다이오드(Diode)의 특성 1) 순방향 특성 +방향은 순방향 전압이고, -방향은 역방향 전압이다. 순방향으로는 약간의 전압만 걸면 금방 허용전류가 급격하게 커진다. 즉, 다이오드 스위치가 On된다. 일단 On상태가 되면, 양단에 인가하는 전압을 더 올려도 실제로 다이오드 양단에 걸리는 전압은 큰 차이가 없게 된다. 그래서 실제로 더 이상 올라가지 않는다. 대신 직렬로 .. 더보기