[이론] 전압 분배 바이어스 회로, 자기 바이어스 회로

실험 5. 전압 분배 바이어스 회로, 자기 바이어스 회로

1. 실험 목적

전파 정류회로와 리미터 회로의 기본 원리와 동작 메커니즘을 이해하고, 실제 회로 구성을 통해 다이오드의 순방향/역방향 특성을 분석하며, 브릿지 정류회로 및 리미터 회로의 구현을 통해 교류 신호의 정류 및 제한 과정을 학습한다.

2. LTSpice 시뮬레이션

전압분배 바이어스(Voltage Divider Bias) 회로

제일 위에 3번째 줄까지는 점으로 표시되어 있는 노드들의 전압을 표현했는데 위에서 부터 n001, n002, n003 이다

 

- BJT 전압이득 계산

β = Ic / Ib
β = 0.00710907 A / 2.27407e-5 A
β = 312.61

 

- BJT 동작영역(모드) : Active

• V_BE = V_BE=V(n003) = V(n003)−0 = 0.705952V
• V_BC= V(n003)−V(n002) =0.705952V−6.65874V = −5.952788V

=> V_BE 순방향 바이어스 V_BC가 역방향 바이어스

자기 바이어스 회로 (Self-Bias Circuit) 

n004 노드는 트랜지스터 Q1의 이미터(Emitter) 단자에 해당

 

- BJT 전압이득 계산

β = Ic / Ib
β = 0.00493866 A / 3.1787e-5 A
β = 155.37

 

- BJT 동작영역(모드) 판단 : 포화 영역(Saturation Region)

• VBE = V(n003) - V(n004) = 1.6925V - 0.99409V = 0.69841V
• VBC = V(n003) - V(n002) = 1.6925V - 1.11041V = 0.58209V

=> VBE와 VBC 모두 순방향 바이어스

 

 

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회로 예제 문제(전압 분배 + 자기 바이어스 회로)

 

- 동작점(Q-point) 계산 : 베이스-이미터 루프 방정식:

 

1. 베이스 전압(V_B)를 구하기

2. 이미터 전압 (V_E)

3. 이미터 전류 구하기

4. 콜렉터 전류는 (이미터 전류 + 베이스 전류)

5. 콜렉터 전압 구하기

6. 콜렉터-이미터 전압(V_CE) 구하기

 

- 부하선(Load line)

콜렉터 전류와 콜렉터-에미터 전압 사이의 관계

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