electroncir00 [호환 모드] -...

전자회로II전자회로II국립한경대학교전기전자제어공학과

교재: Electronics Devices – 9th Ed., Thomas L. Floyd, 2012 by Pearson Education 참고서:Mi l t i Ci it S d & S ith HBJ참고서:Microelectronic Circuits – Sedra & Smith, HBJWeb: http://www.hknu.ac.kr/web/nicelab

강의정보 Electronic Circuit II(전자회로II)

2013년가을학기2013년가을학기담당교수: 유윤섭

전자회로II 국립한경대학교가을학기 -유윤섭

수업소개

성적1차시험 25% (10장 12장)1차시험 25% (10장, 12장)2차시험 30% (13장 ~ 15장)3차시험 25% (16장 ~ 17장)3차시험 25% (16장 17장)퀴즈 20% (매장마다수시로)출석 : 4회이상결석시무조건 F학점

시험및퀴즈과제 (연습문제풀이등)중 70% 이상


Introduction

1. 전자회로 I 복습

2. 전자회로 II 소개


전자회로 I 복습반도체 (Semiconductor) -전류를흘릴수있는능력을가진도체와절연체사이에존재하는물질도체와절연체사이에존재하는물질

Si, Ge, C, GaAs, InP

에너지대 (Energy band)에너지대 (Energy band)Energy gap: 가전자가가전자대에서전도대로이동하기위해필요한에너지양


전자회로 I 복습도핑 (doping)순수반도체에불순물을넣어전자또는정공의수를증가시키는과정

n형반도체-전자의수를늘리기위해 5가의불순물원자첨가: As, P, Bi, Sb 도너원자 (donor atom)

C.B.d l l

V.B.

donor level

다수반송자 (majority carrier): 전자, 소수반송자 (minority carrier): 정공P형반도체 –정공의수를늘리기위해 3가불순물원자첨가: Al, B, In, Ga 어셉터원자 (acceptor atom)

V.B.

어셉터원자 (acceptor atom)C.B.

다수반송자 (majority carrier): 정공, 소수반송자 (minority carrier): 전자

acceptor levelV.B.


전자회로 I 복습PN 접합


전자회로 I 복습• PN 접합-순방향바이어스 (forward bias)

P NR IF

VBIAS >장벽전위

R

VBIAS > 장벽전위

EcEF

-평형상태

P NEv

EF

-순방향바이어스-순방향바이어스 VF0.7 V

IF: 순방향전류 (forward current)


dfF:순방향전류 ( o w d cu e )

전자회로 I 복습• PN 접합-역바이어스 (Reverse Bias)

P NRVR

VBR : 항복전압 (Breakdown voltage)

VBIAS-평형상태

VR

EcEF

P NEv

de-역방향바이어스

I


drIR

전자회로 I 복습PN 다이오드구조 기호

I

구조, 기호

P N V

바이어스

순방향 역방향V순방향 역방향

VR

VF

IF

R V

VBIAS

I = 0A

모델

VBIASR R VBIAS


전자회로 I 복습다이오드응용반파정류기반파정류기


전자회로 I 복습다이오드응용전파정류기전파정류기

중간탭전파정류기

전파브리지전파정류기


전자회로 I 복습다이오드응용

C it filt LC filtCapacitor filter - LC filter

FWRVi V (i ) VRCFWRVin Vr(in) Vr(out)RLC

L

C2C1

Vin Vout

L2L1

C

Vin Vout


전자회로 I 복습다이오드응용다이오드 li it다이오드 limiter양클리퍼

음클리퍼


전자회로 I 복습다이오드응용바이어스된다이오드 li it바이어스된다이오드 limiter


전자회로 I 복습다이오드응용

Di d Cl 교류전압에직류레벨을더한다 직류복원기Diode Clamper: 교류전압에직류레벨을더한다 직류복원기


전자회로 I 복습다이오드응용전압체배기

0전압체배기

반파배체배기-Vp

-2Vpp

C

Vp(in)

Npri NsecD2

C1VinC2

D1

0

-2Vp방전 충전


방전 충전

전자회로 I 복습Transistor증폭작용( lif i )과스위칭( it hi )역할을하는반도체소자증폭작용(amplifying) 과스위칭(switching)역할을하는반도체소자약어: transfer of a signal through a varister약어: transit resistor약어: transit resistor1948년미국의벨연구소에서월터브래튼, 윌리엄쇼클리, 존바딘이처음발견

Bipolar Junction Transistors: BJTsField Effect Transistors: FETs입력단과공통단사이에전압 (FET)또는전류(BJT)를인가하면입력단과공통단사이에전압 (FET)또는전류(BJT)를인가하면공통단과출력단사이의전기전도도가증가하게되고이를통해그들사이의전류흐름을제어

기 위치 리회 성하 데이증폭기, 스위치, 논리회로, RAM 등을구성하는데이용


전자회로 I 복습• 바이폴라접합트랜지스터 (BJT)

• 기호• 기호


전자회로 I 복습바이폴라접합트랜지스터 (BJT) 동작

ICIC

VCE

IC(sat)

IB

VCE

Cutoff VCE(sat) VCC

직류베타 (β )와직류알파 (α )직류베타 (βDC)와직류알파 (αDC)β : 컬렉터전류와베이스전류의비 (전류이득) βDC = IC / IB (20 ~200)

컬렉터전류와이미터전류의비 I / I (0 95 0 99 1)


α : 컬렉터전류와이미터전류의비 αDC = IC / IE (0.95 ~ 0.99 < 1)

전자회로 I 복습BJT 응용스위치 BJT스위치 BJT


전자회로 I 복습BJT 응용증폭기 CE A CC A CB A증폭기 – CE Amp., CC Amp., CB Amp. 예) CE Amp.

0

ICQ VCQ

Ic0

Ib

IBQ


전자회로 I 복습CE Amp. :높은전류, 전압이득직류해석직류해석

-직류동작점(Q점)(IB. IC, VCE)(IB. IC, VCE)교류해석

-증폭이득(Av=|Vout/Vin|)


22

inputoutput

전자회로 I 복습직류해석 커패시터 OPEN

교류신호제거RIN = R2||RIN(BASE) = R2|| βDCRE

If βDCRE >> R2 RIN ≈ R2

교류신호제거

βDC E 2 IN 2

CC21

2CC

IN1

INB V

RRRV

RRRV ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=

VE = VB - VBE

RINIE = VE/RE ≈ IC

VC = VCC – ICRC

EDCIN(BASE) RβR =

C CC C C

VCE = VC – VE

V I R I R


= VCC – ICRC – IERE

= VCC – IC(RC+RE)

전자회로 I 복습AC 분석

C C C h tC1, C2, C3 short직류전원 AC ground (교류접지)교류등가회로교류등가회로

β I

c

I

Ib

VinβacIb

r′e

bIb

Ie

e


전자회로 I 복습

IIb

Ie

전압이득 신호원의감쇠를고려한

Rin

b

c

in

outv V

VVVA ==

ecbac III ≈=β

신 원의감쇠를 려한

전체전압이득cbc'

vVVVA ⎟⎟

⎞⎜⎜⎛⎟⎟⎞

⎜⎜⎛

==

,e

C

e,e

outbac

rR

IrRIβ-

==Cin

bssv

RR

VVV

⎟⎟⎞

⎜⎜⎛

=

⎟⎟⎠

⎜⎜⎝⎟⎟⎠

⎜⎜⎝


,esin rRR ⎟⎟

⎠⎜⎜⎝ +음의부호는출력이입력에비해

180o반전됨을의미

전자회로 I 복습CC Amp. – Emitter Follower

D li t 회로- Darlington 회로

VVin

Vout

CB Amp.


전자회로 I 복습다단증폭기

Av1 Av2 Av3Avn

Vin Vout

Av = Av1Av2 …Avn


전자회로 I 복습전력증폭기

A급증폭기 입력주기의전주기 (360°)에대해서선형영역에서동작A급증폭기: 입력주기의전주기 (360°)에대해서선형영역에서동작ηmax = Pout/PDC

= (0.5VCEQICQ)/(2VCEQICQ) V

( CEQ CQ) ( CEQ CQ)= 0.5/2 = 1/4 25% 최대

I 0

ICQVC

Q

Ib

Ic0

0

IBQ


전자회로 I 복습부하선

ICQ+ VCEQ/Rc ΔIC = ΔVCE/Rc

VCC/(RC+RE)

VCC

V I R


VCEQ+ ICQRc


B급증폭기B급증폭기:

일그러짐일그러짐



AB급증폭기AB급증폭기:최대효율 75%

일그러짐제거



C급증폭기

VBB + VBE

VC급증폭기: Vin0

I

IC(sat)

Ic

0

Vout0

Vout

효율최대거의 100%


효율최대거의 100%

전자회로 I 복습• 전계효과트랜지스터 (Field-Effect Transistor; FET)

• 구조

• 기호기호


전자회로 I 복습FET전달특선곡선의예

2

GSDSSD V

V1II ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=

GS(off)V ⎟⎠

⎜⎝


-Vp

전자회로 I 복습FET 응용증폭기 CS A CD A CG A증폭기 – CS Amp., CD Amp., CG Amp. 예) CS Amp.


전자회로 I 복습JFET CS Amp.

• 분석절차1 dc분석1. dc 분석바이어스체크 (Q점)

2. Ac 분석분석a. Capacitor shortb. inductor openc. dc source groundd. 등가회로삽입증폭이득 입력저항증폭이득, 입력저항,출력저항등체크


전자회로 I 복습JFET CS Amp. – dc 분석 (Q점)

a. 중점바이어스이용ID = IDSS/2, VGS = VGS(off) /3.4

+VDD

b. Otherwise, ID계산:2⎞⎛

RD

VVD

ID

2

)( ||1 ⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=

offGS

SDDSSD V

RIIIR

VG

VS )( || ⎠⎝ offGS

VGS = -VS = -IDRS.ID : 이차방정식의해

RSRG

S

D

Then, VDS = VD-VS = VDD-ID(RD+RS)DC Equivalenti it


circuit

전자회로 I 복습JFET CS Amp.– ac 분석

Rin: very high IG ≈ 0Vgs = Vin

Vout

IdD g

Av = |Vout/Vin|= |-IdRd/Vgs| = gmRdRdVin V

G

d

g

Rd = RD//RL

Vout = AvVin = gmRdVinRG

inVgs

gmVgs

S out v d

위상반전

IGSS고려하면GSS

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛= GS

Gin IVRR //

AC equivalent circuit


⎟⎠

⎜⎝ GSSI

전자회로 I 복습CD Amp. : Source Follower

B ffBuffer

CG ACG Amp.


전자회로 II 소개

전자회로 I복습및전자회로 II소개 0 5주•전자회로 I 복습및전자회로 II 소개 – 0.5주• BJT, FET 증폭기주파수응답특성 – 1.5주•연산증폭기 (OP-AMP.)특성 – 1주연산증폭기 (OP AMP.) 특성 1주•연산증폭기기초회로 – 2주•연산증폭기주파수응답특성 –1주•연산증폭기응용회로 – 3주•연산증폭기활용 – 5주시험 1주•시험 – 1주


electroncir00 [호환 모드] -...

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