AReS

PART7증폭회로(Transistor AMP)

실험 3 :Darlington Amp.

이론

fig7-7

개의 npn TR을 그림 7-7 (a)와 같이 연결한 것을 Darlington-Pair(D-P)라 부르며 B, C, E 3개의 단자를 갖는 하나의 TR로 생각할 수 있다. 이는 매우 큰 β가 필요할 때 흔히 쓰인다(β≅β₁ β₂). 첨자 1,2를 붙여서 두 TR Q1, Q2에 관한 양을 구별하면.

i_c=i_c1+i_c2=β_1 i_b1+β_2 i_b2=β_1 i_b1+β_2 (1+β_1 ) i_b1=(β_1+β_2+β_1 β_2)i_b

그러므로

D-P’ β=β_1+β_2+β_1 β_2~=β_1 β_2

또,

D-P’ r_b=r_b1+(1+β_2)r_b2
((I_B1이 작으므로 r_b1을 무시할 수 없다))

이상으로 D-P의 근사적 소신호모델은 그림 7-7 (b)와 같이 된다.
그림 7-7 (c), (d)는 각각 D-P를 이용한 CE, CC증폭기이며 그 해석은 위의 두 식을 관련된 제식에 대입하면 된다. Q1의 베이스전류는 매우 작으므로(≅I_C/β₁ β₂) R1, R2를 크게 할 수 있고 따라서 그림 7-7 (c)에서는 R1//R2의 shunt효과를 무시할 수 있다. 그림 7-7 (d)에서 전원에서 본 입력 임피던스 R_i는 매우 크게 된다. R_i를 더욱 크게 하려면 여기에다 bootstrap 바이어스를 이용하면 된다.

fig7-8

그림 7-8D-P에 R 추가

fig7-9

그림 7-9

그림 7-7 (a)의 D-P에서는 Q2의 베이스가 떠있기 때문에 ON시 Q2의 베이스영역에 축적된 전하가 OFF될 때 빨리 밖으로(베이스단자를 통하여) 빠져 나갈 수 없어 고속 동작을 하지 못한다. 이 문제를 해결하기 위하여 그림 7-8과 같이 저항 R을 연결한다. 이 R은 또 Q1의 에미터 전류에 포함되는 역포화 전류 성분I_CBO(1+β₁)이 Q2의 베이스에 유입하는 것을 방지하는 역할도 한다. R의 값은 소신호용 D-P에서는 수 kΩ, 전력용에서는 수 100Ω(너무 적으면 필요한 I_B2를 얻을 수 없다)이다. 또한 pnp의 D-P도 있으며 포토트랜지스터보다 훨씬 더 민감한 (β배 만큼) 포토-Darlington도 있다(그림 7-9). 이것들은 하나의 칩(chip) 위에 만들어져 있다.

상보적 Darlington-Pair(complementary D-P)

fig7-10

그림 7-10상보적 D-P

이것은 그림 7-10와 같이 pnp TR과 npn TR의 연결로 된 것으로서 전체의 β가 역시 β₁β₂인 하나의 npn TR로서 동작한다. B-E간의 전압이 먼저와 달리 0.7V이고, Q2의 포화전압은 먼저와 마찬가지로(0.7+0.2)V 이하로 떨어질 수 없다. Q2의 B - E간에 저항 R을 연결한 칩도 있다.

실험 과정

1. M-07의 회로-4에서 4q-4o, 4q-4j, 4e-4h를 연결하고, 4a-4b에 DC 0.5V를 인가한다.

2. 4l-4n에 DC 전압계를 연결하여 출력전압을 측정한 후 표 7-7의 Single Transistor(R_e : 1kΩ)란에 기록한다.

3. 4k-4l을 연결하고 출력전압을 측정하여 표 7-7의 Single Transistor(R_e : 1kΩ//330Ω)란에 기록한다.

4. 입력전압 1.0V, 1.5V, 2.0V에 대하 과정 2~3과 동일한 방법으로 측정하여 표 7-7에 기록한다.

5. M-7의 회로-4에서 4q-4p, 4f-4g, 4e-4h를 연결하고 4a-4b에 DC 0.5V를 인가한다.

6. 측정 방법은 과정 2~4와 동일하며 측정 결과는 표 7-7의 Darlington란에 기록한다.

tab1

실험 7-3.1 Darlington Amp 측정 (M-07의 Circuit-4에서 구성한다.)

Darlington transistor 직류특성 측정

1.결선방법(M-07의 Circuit-4)

1.회로 결선

M07 보드의 Circuit-3에 4q 단자와 4p 단자 간, 4f 단자와 4g 단자 간, 4e 단자와 4h 단자 간, 4c 단자와 4q 단자 간을 황색선으로 연결한다.

2.전원 결선 :내부적으로 연결되어 있다.

3.계측기 결선은 [Single transistor 직류특성 측정]>1. 결선방법과 동일하다.

전면 패널 Signal Output 단자에 BNC 케이블을 꼽고 적색선은 Circuit-4의 AC Input의 4a 단자에, 흑색선은 4b 단자에 연결한다.

Output 전압 측정 : Circuit-4의 4m 단자와 전면패널 Multimeter High 단자 간을 적색선으로 연결하고 4n 단자와 Low 단자 간을 흑색선으로 연결한다.

2.결선도

flash

3.측정 방법

1R1을 최대로 설정한 후, Touch LCD 패널에서 analog output 을 선택하고 DC Source 탭을 클릭한 후 DC Voltage range를 10v 선택한 다음 on 을 클릭하여 DC 전압을 출력한다.
2Touch LCD 패널에서 dmm 을 선택하고 Digital Multimeter의 Function을 dcv로 클릭한다.
3Touch LCD 패널 좌측 하단에 quick launch 를 선택하고 Analog Output를 선택한 다음 function 의 arrow right 를 클릭하여 DC Sousrce가 되도록 한다.
40.00V 의 arrow right 를 클릭하여 0.5V가 되도록 하고 Digital Multimeter의 측정값을 표 7-7의 Single Transistor (R_e : 1kΩ)란에 기록한다.
5Circuit-4의 4k 단자와 4l 단자 간을 황색선으로 연결하였을 때 지시되는 측정값을 (R_e : 1kΩ // 330Ω)란에 기록한다.

DC 0.5V Re : 1㏀, Re : 1kΩ // 330Ω일 때
5입력전압 1.0V, 1.5V, 2.0V에 대해 위 과정 4)~5)과 동일한 방법으로 측정하여 표 7-7에 기록한다.

DC 2.0V Re : 1kΩ 일 때

DC 0.5V Re : 1kΩ//330Ω일 때
6모든 측정이 끝나면 on red 을 클릭하여 DC Source 출력을 차단한다.