A＋받은 B급 푸시풀 전력증폭기 예비레포트

실험 13. B급 전력 증폭기

1. 실험목적 B급 상보 대칭형 전력 증폭기를 구성하여 그 동작을 이해한다. 2. 실험 이론 1) 증폭기의 종류 증폭기는 크게 전압 증폭기 및 전력 증폭기로 나뉜다. 본 실험에서는 외부 장치에 증폭된 전력을 공급하기 위한 전력 증폭기를 살펴본다. 전력 증폭기는 전압이득은 거의 1에 가까우며, 매우 큰 전류이득을 갖는다. 즉, 매우 작은 소신호 전류를 통해 큰 전류 출력을 얻을 수 있다. 이러한 전력 증폭기는 A, B, AB, C급 등으로 여러 가지 등급으로 나뉘며, 트랜지스터의 바이어스 조건에 의해 이 급이 결정된다. 2) B급 상보 대칭형 전력 증폭기 본 실험에서 살펴보는 B급 증폭기는 트랜지스터의 베이스-에미터 부분은 입력신호의 반주기 동안 순방향 바이어스되며, 나머지 반주기 동안에 역방향 바이어스된다. 따라서, B급 증폭기에서 전류는 아래의 그림 1과 같이 반 주기 동안은 흐르나, 나머지 반 주기동안은 흐르지 않는다.

그림 1 B급 증폭기의 전류파형 이러한 B급 전력 증폭기는 변압기 없이, 동일한 특성을 가진 PNP 및 NPN 트랜지스터 각 1개를 아래의 그림 2와 같이 사용하여 구성한다.

그림 2 B급 전력 증폭기 및 전류파형 각 트랜지스터는 콜렉터 공통(Collector common)으로 사용되어 있고, 2개의 에미터는 서로 연결되어 있다. 에미터 단의 부하저항 은 트랜지스터 와 공용으로 사용된다. 두 트랜지스터의 베이스는 에미터와 마찬가지로 서로 연결되어 있으며, 이 베이스 단을 통해 입력신호가 인가된다. 초기상태에서

-…(생략)

그림 3 크로스오버 왜곡 출력파형 3. 실험 장비 ① 직류전원장치 (± 5V) ② 신호 발생기 ③ 오실로스코프 ④ 저항 (Ω) ⑤ NPN 트랜지스터 ⑥ PNP 트랜지스터

4. 실험 방법 1) 아래의 그림 4과 같은 회로도를 구성한다. 2) 신호 발생기의 출력을 , , 으로 설정한다. 3) 각 트랜지스터의 콜렉터 단자에 DC 전압을 인가 후, 입력전압과 출력전압의 파형을 관찰한다. 4) 로 두고 출력전압과 오차율을 계산하여 기록한다.

그림 5 PSPICE 시뮬레이션 결과 앞선 이론에서 살펴본 바와 같이 입력신호의 양의 반주기에선 NPN 트랜지스터에 의해서, 입력신호의 음의 반주기에선 PNP 트랜지스터에 의해 부하저항에 전류가 흐르며 위 그래프의 빨간색 그래프와 같은 출력전압을 얻을 수 있다. 또한, 트랜지스터 베이스-에미터 단의 다이오드의 도통전압으로 인한 크로스오버 왜곡 현상도 관찰할 수 있다. 아래의 그림 6은 입-출력전압의 Peak 값을 나