전압 추종자

부품 및 재료

<울>

NPN 트랜지스터 1개 - 모델 2N2222 또는 2N3403 권장(Radio Shack 카탈로그 번호 276-1617은 이 실험과 다른 실험에 이상적인 15개의 NPN 트랜지스터 패키지)

6볼트 배터리 2개

1kΩ 저항기 2개

10kΩ 전위차계 1개, 단일 회전, 선형 테이퍼(Radio Shack 카탈로그 번호 271-1715)

모든 트랜지스터가 동일한 터미널 지정 또는 핀아웃을 공유하는 것은 아닙니다. , 동일한 외모를 공유하더라도. 이것은 트랜지스터를 함께 연결하고 다른 구성 요소에 연결하는 방법을 지시하므로 제조업체 웹 사이트에서 쉽게 구할 수 있는 제조업체 사양(구성 요소 데이터시트)을 확인하십시오.

트랜지스터의 패키지와 제조업체의 데이터시트에 잘못된 단자 식별 다이어그램이 표시될 수 있다는 점에 주의하십시오! 멀티미터의 "다이오드 검사" 기능으로 핀 ID를 다시 확인하는 것이 좋습니다.

멀티미터를 사용하여 바이폴라 트랜지스터 단자를 식별하는 방법에 대한 자세한 내용은 이 책 시리즈의 반도체 볼륨(3권)의 4장을 참조하십시오.

상호 참조

전기 회로의 교훈 , 3권, 4장:"바이폴라 접합 트랜지스터"

학습 목표

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접지 접지에 실제 연결이 없을 때 회로 "접지"의 목적

분로 저항기를 사용하여 전압계로 전류 측정

증폭기 전압 이득 측정

증폭기 전류 이득 측정

증폭기 임피던스 변환

개략도

그림

지침

다시 말하지만, 이 실험을 위해 선택한 트랜지스터는 여기에 표시된 것과 동일한 터미널 지정이 없을 수 있으므로 그림에 표시된 브레드보드 레이아웃이 올바르지 않을 수 있습니다. 내 그림에서 "CBE"라고 표시된 터미널이 있는 모든 TO-92 패키지 트랜지스터(컬렉터, 베이스 및 이미터)를 왼쪽에서 오른쪽으로 보여줍니다.

이것은 모델 2N2222 트랜지스터 및 일부 다른 트랜지스터에 대해 정확하지만 모두에게 해당되지는 않습니다.; 모든 NPN형 트랜지스터에도 해당되지 않습니다! 평소와 같이 프로젝트를 위해 선택한 특정 구성 요소에 대한 자세한 내용은 제조업체에 문의하십시오.

바이폴라 접합 트랜지스터를 사용하면 멀티미터로 단자 할당을 쉽게 확인할 수 있습니다. 전압 팔로워 가장 안전하고 구축하기 쉬운 트랜지스터 증폭기 회로입니다.

그 목적은 증폭기에 입력되는 것과 거의 동일한 전압을 부하에 제공하지만 훨씬 더 큰 전류로 제공하는 것입니다. 즉, 전압 이득은 없지만 전류 이득은 있습니다.

전원 공급 장치의 음극(-) 쪽은 접지에 연결되는 회로도에 나와 있습니다. , 다이어그램의 왼쪽 하단 모서리에 있는 기호로 표시됩니다. 이것이 반드시 실제 지구와의 연결을 나타내는 것은 아닙니다.

이것이 의미하는 바는 회로의 이 지점과 전기적으로 공통적인 모든 지점이 회로의 모든 전압 측정에 대한 기본 기준 지점을 구성한다는 것입니다. 전압은 필연적으로 두 지점 사이의 상대적인 양이므로 회로에 지정된 "공통" 기준점은 해당 회로의 특정 단일 지점에서 전압에 대해 의미 있게 말할 수 있는 능력을 제공합니다.

예를 들어 at 전압에 대해 이야기하자면 트랜지스터의 베이스(V_B ), 나는 트랜지스터의 베이스 단자와 전원 공급 장치의 음극(접지) 사이에서 측정된 전압을 의미하며, 빨간색 프로브는 베이스 단자에 닿고 검은색 프로브는 접지에 닿습니다. 일반적으로 at 전압에 대해 말하는 것은 넌센스입니다. 단일 포인트이지만 전압 측정을 위한 암시적 참조 포인트가 있으면 이러한 진술은 의미가 있습니다.

이 회로를 만들고 여러 다른 전위차계 설정에 대해 출력 전압 대 입력 전압을 측정합니다. 입력 전압은 전위차계의 와이퍼 전압(와이퍼와 회로 접지 사이의 전압)이고 출력 전압은 부하 저항 전압(부하 저항 양단의 전압 또는 이미터 전압:이미터와 회로 접지 사이)입니다.

이 두 전압 사이에 밀접한 상관 관계가 있어야 합니다. 하나는 다른 것보다 약간 더 크지만(약 0.6볼트 정도?), 입력 전압의 변화는 출력 전압의 거의 동일한 변화를 제공합니다. 입력 변경 간의 관계 때문에 출력 변경 이 증폭기의 AC 전압 이득은 거의 1:1에 가깝습니다.

별로 인상적이지 않습니까? 이제 트랜지스터 베이스를 통과하는 전류(입력 전류) 대 부하 저항을 통과하는 전류(출력 전류)를 측정합니다. 회로를 차단하고 전류계를 삽입하여 이러한 측정을 수행하기 전에 다른 방법을 고려하십시오. 전압 측정 저항 값이 알려진 기본 및 부하 저항에 걸쳐.

옴의 법칙을 사용하면 각 저항을 통과하는 전류를 쉽게 계산할 수 있습니다. 측정된 전압을 알려진 저항으로 나눕니다(I=E/R). 이 계산은 1kΩ 값의 저항기에서 특히 쉽습니다. 저항을 가로질러 1볼트 강하할 때마다 1밀리암페어의 전류가 발생합니다.

최상의 정밀도를 위해 1kΩ의 정확한 값을 가정하기 보다는 각 저항의 저항을 측정할 수 있지만 실제로 이 실험의 목적에는별로 중요하지 않습니다. 저항을 사용하여 전류를 해당 전압으로 "변환"하여 전류 측정을 수행하는 경우 이를 종종 분로라고 합니다. 저항기.

이 증폭기 회로의 입력 및 출력 전류 사이에 큰 차이가 있음을 예상해야 합니다. 사실, 낮은 전류 레벨에서 작동하는 소신호 트랜지스터에 대해 200을 훨씬 초과하는 전류 이득을 경험하는 것은 드문 일이 아닙니다.

이것이 전압 팔로워 회로의 주요 목적입니다. 전압을 변경하지 않고 "약한" 신호의 전류 용량을 높이는 것입니다. 이 회로의 기능을 생각하는 또 다른 방법은 임피던스 .

이 증폭기의 입력측은 많은 전류를 소비하지 않고 전압 신호를 받아들입니다. 이 증폭기의 출력측은 동일한 전압을 전달하지만 전류는 부하 저항과 트랜지스터의 전류 처리 능력에 의해서만 제한됩니다.

임피던스 측면에서 이 앰프는 높은 입력 임피던스(매우 적은 전류가 흐르면서 전압 강하)와 낮은 출력 임피던스(거의 무제한 전류 소싱 용량으로 전압 강하)가 있다고 말할 수 있습니다.

컴퓨터 시뮬레이션

SPICE 노드 번호가 있는 도식:

Netlist(다음 텍스트를 포함하는 텍스트 파일 만들기, 그대로):

<사전>전압 팔로워 v1 1 0 rpot1 1 2 5k rpot2 2 0 5k rbase 2 3 1k rload 4 0 1k q1 1 3 4 mod1 .model mod1 npn bf=200 .dc v1 12.print 12 v2 ) v(4,0) v(2,3) .end

이 시뮬레이션이 SPICE 프로그램을 통해 실행되면 5.937볼트의 입력 전압과 5.095볼트의 출력 전압, 25.35μA의 입력 전류(1kΩ R_{base 저항기). 물론 출력 전류는 정확히 1kΩ의 부하 저항에 걸쳐 강하된 5.095볼트의 출력 전압에서 추론된 5.095mA입니다.}

R_pot1 값을 조정하여 이 회로의 "전위차계" 설정을 변경할 수 있습니다. 및 R_pot2 , 항상 합을 10kΩ으로 유지합니다.

관련 워크시트:

<울> <리>

바이폴라 트랜지스터 바이어스 회로 워크시트