실험 34. 4 단자 회로망실험 35. h- 파라미터의 측정

서강대학교 전자공학과10 주차

목차

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실험 목표

이론적 배경

실험 내용

실험 시 유의 사항

실험 목표

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4 단자 회로망 (4 terminal network) h 파라미터에 의한 4 단자 회로망의 해석방법 숙지

h 파라미터의 측정 에미터 접지 트랜지스터 회로의 h- 파라미터 해석 트랜지스터 등가 T 회로 유도

이론적 배경 – 4 단자회로의 h 파라미터 표현

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고려하는 4 단자 회로망의 특징 좌 / 우 단자간 전류흐름이 없다 실질적으로는 3 단자 회로라고 볼 수 있음

h- 파라미터 선형 4 단자 회로의 특성지표 행렬 입력 : 1단의 전류와 2 단의 전압 출력 : 1단의 전압과 2 단의 전류 DC h 파라미터와 AC(small signal) h 파라미터가 있음

I1 I2

V1 V2

+ +

2221212

2121111

VhIhI

VhIhV

이론적 배경 – h 파라미터 해석과 측정

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h11, h12, h21, h22 의 의미 두 입력 변수 I1, V2 에 대한 출력 I2, V1의 영향 정도 두 입력 중 하나의 입력을 차례로 0 으로 설정하고 나머지 입력에

대한 출력 변수의 영향을 파악함으로써 측정 가능 바로 선형시스템이기 때문 !

V2 = 0 로 설정 ( 출력 단자를 단락 )

h11 : 출력단자를 단락했을 때의 입력 저항 h21 : 출력단자를 단락했을 때의 순방향 전류 이득

1212

1111

IhI

IhV

0V1

111

2

ΔI

ΔVh

0V1

221

2

ΔI

ΔIh

이론적 배경 – h 파라미터 해석과 측정

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I1 = 0 으로 설정 ( 입력단자를 개방 )

h12 : 입력단자를 개방했을 때의 역방향 전압 전달 비용 h22 : 입력단자를 개방했을 때의 출력 admittance

2222

2121

VhI

VhV

0I2

112

1

ΔV

ΔVh

0I2

222

1

ΔV

ΔIh

이론적 배경 – BJT 의 바이어스 방식

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BJT 의 전형적 바이어스 방식 공통 에미터 ( 에미터 접지 ) (b) 공통 콜렉터 ( 콜렉터 접지 ) (c) 공통 베이스 ( 베이스 접지 ) (a)

4 단자 회로망 파라미터 hi : 입력 resistance

ho : 출력 admittance

hf : 정방향 이득 hr : 역방향 이득

2 첨자는 바이어스 방식을 표시 h?e, h?b, h?c

(a) (b) (c)

4 단자 회로망 방정식 소신호 (AC 또는 differential) 에 적용

등가회로

이론적 배경 – 에미터 접지회로

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i1

+

v1

i2

v2

+

2oe1fe2

2re1ie1

vhihi

vhihv

hiei1

v1

+

i2

v2

+

hreV2

+

1/hoe

hfei1

hie, hfe 의 측정 출력단을 단락 ( 즉 , 전압을 고정 ) 하고 입력단에 소신호 입력 v1, i1, i2 의 변화를 측정

hre, hoe 의 측정 입력단을 개방 ( 즉 , 전류를 고정 ) 하고 출력단에 소신호 입력 v1, v2, i2 의 변화를 측정

이론적 배경 – h 파라미터의 측정

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0v1

1ie

2

Δi

Δvh

0v1

2fe

2

Δi

Δih

0i2

1re

1

Δv

Δvh

0i2

2oe

1

Δv

Δih

이론적 배경 – BJT 의 특성곡선을 이용한 h 값 추정

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BBEie ΔIΔVh / BCfe ΔIΔIh /

이론적 배경 – BJT 의 특성곡선을 이용한 h 값 추정

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CEBEre ΔVΔVh / CECoe ΔVΔIh /

아래 회로의 h 파라미터를 구한다 . 루프 - 전류 분석이나 노드 - 전압 분석 기법을 이용

실험 내용 – h 파라미터의 이론적 계산

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실험 내용 – h 파라미터의 측정

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h11 과 h21 의 측정 그림 34-4 회로 구성 고전압원을 20V 로

조절한다 . I1을 0.5mA 가 되게 한다 .

V1과 I2 를 측정한다 .

h11과 h21을 계산한다 .

h12 과 h22 의 측정 그림 34-5 회로 구성 V2 = 10V 가 되게 한다 .

V1과 I2 를 측정한다 .

h12 과 h22 을 계산한다 .

실험 내용 – hie 와 hfe 의 측정

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그림 35-6 의 회로 구성 VEE 를 조절하여 IC=1mA 에 설정 v3 의 변화가 선형동작범위에 있도록 vg 를 조정 vg, vEB, v3 를 측정 hie, hfe 를 계산 IC 를 2, 4, 6mA 로 변화시키며 실험을 반복

10μH

+

-

vg

+

-

R1 1M

R3

100

9VVCC

VEE 10V

R2

470100μF

A1266

IB

IC

vBE

v3+ -

mA·M

실험 내용 – hre 와 hoe 의 측정

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그림 35-7 의 회로 구성 VEE 를 조절하여 IC=1mA 에 설정 v3 의 변화가 선형동작범위에 있도록 vg 를 조정 vCE, vEB, v3 를 측정 hre, hoe 를 계산 IC 를 2, 4, 6mA 로 변화시키며 실험을 반복

50H +

-

+

-R3

100

9VVCC

VEE 10V

R2

470

10

0μ

F

A1266 IC

vBE

v3

+ -

mA·M

vCE

v

실험 시 유의사항

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실험 34 실험 과정 1의 회로에서 100V 전원을 사용하라고 했으나 실험실의

DC power supply 의 최대 출력 전압이 30V 이므로 적당한 값으로 조절하여 할 것 .

실험 35 교재의 2N404(PNP) 트랜지스터 대신 A1266(PNP) 를 사용하여

실험할 것 .

Design Problem

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NPN Transistor 베이스 공통 증폭기를 구성하고 전류 증폭도 , 입력저항 , 전압 증폭도 , 출력 저항을 구하시오 .

( 단 , IC=6mA~10mA, frequency=5kHz)