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NPN 트랜지스터 고이득 차동 증폭기 설계

부품 및 재료

정확한 저항값은 결정적이지 않지만, 전압 이득을 최대화하고 "컴퍼레이터 같은" 응답을 주도록 선택되었습니다.

참조 자료

Lessons In Electric Circuits, Vol. 3, Ch. 4 "Bipolar Junction Transistors" 및 Ch. 8 "Operational Amplifiers" 기초 이론 참조.

학습 목표

회로도

NPN 트랜지스터 고이득 차동 증폭기 설계

실물 배선도

NPN 트랜지스터 고이득 차동 증폭기 설계

실험 방법

이 구성은 대부분의 오프앰프 회로의 핵심인 차동 쌍입니다. 의도적으로 단순하게 만들어 높은 이득의 비선형 응답을 제공하며, 주로 컴퍼레이터로 기능합니다.

큰 컬렉터-이미터 저항 비율(100kΩ / 1.5kΩ)로 가파른 전달 특성을 얻습니다. 두 입력 전압이 가까워지면 Q₂ 컬렉터 출력이 공급 레일 사이를 급격히 오갑니다.

두 전위차계가 출력에 다르게 영향을 미치는 것을 관찰하세요: 하나는 비반전 입력, 다른 하나는 반전 입력으로 작동합니다. 이 상보적 동작이 차동 증폭기의 특징입니다.

이상적 소자에서는 출력이 두 입력 전압 차이에만 의존하고 공통 모드 전압에는 면역입니다. 하지만 실제로는 회로 출력도 공통 모드 전압에 따라 변하며, 특히 22kΩ 저항으로 입력 범위가 제한될 때 그렇습니다.

전체 다이내믹 레인지를 탐구하려면 22kΩ 직렬 저항을 점퍼 와이어로 바이패스해 각 전위차계가 0~12V로 쓸리게 하세요. 이미터 저항(1.5kΩ)은 컬렉터 전류를 제한해 트랜지스터를 열 폭주에서 보호합니다.

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