[예비 레포트]

JFET 바이어스 회로

1. 실험의 목적

- 고정, 자기, 전압분배기 바이어스 JFET 회로를 해석한다.

2. 실험장비

(1) 계측장비

DMM

(2) 부품

◇ 저항

1 ㏀ (1개)

1.2 ㏀ (1개)

2.2 ㏀ (1개)

3 ㏀ (1개)

10 ㏀ (1개)

10 ㏁ (1개)

1 ㏀ 가변저항 (1개)

◇ 트랜지스터

JFET 2N4416 (1개)

(3) 공급기

직류 전원 공급기

리드선이 있는 9V 배터리

3. 이론 개요

이 실험에서는 세가지 다른 바이어싱 회로를 취급한다. 이론적으로 JFET를 바이어싱 하기 위한 실험 절차는 BJT에 대한 것과 동일하다. 특히 JFET의 드레인 특성곡선과 JFET에 연결된 외부회로가 주어지면, 부하선은 VDD, VDS, ID를 포함하여 구성된다. 드레인 특성곡선과 부하선의 교차점은 JFET의 직류 동작점을 결정한다. 소자 특성은 JFET의 성질이다. 그에 반해서 부하선은 JFET에 연결된 외부회로 요소에 의해 결정된다. 직류 동작점은 두 곡선의 교차점으로 결정된다.

실질적으로 같은 타임의 JFET일지라도 드레인 특성곡선에서 상당한 변화를 보여준다. 결과적으로, 제조자는 때때로 이러한 곡선의 값을 발표하지 않고 오히려 포화전류와 핀치오프 전압의 값만 규격표의 한 부분으로 나타낸다. 이것은 JFET의 직류 동작점을 결정하기 위한 또 다른 접근이다.

우선 특별한 JFET에 대해 VGS와 ID사이의 관계를 보여주는 전달 컨덕턴스 곡선은 포화전류와 핀치오프 전압, 쇼클리 방정식으로 구성되어진다. 바이어스 곡선은 JFET에 연결된 외부회로 요소에 구성되어진다. 동작점 두 곡선이 교차점에 의해 결정되어진다.

4. 실험순서(간략)

1) 고정바이어스 회로

고정 바이어스 회로에서 VGS는 독립적인 DC 공급기에 의해서 설정될 것이다. VGS로 구성된 수직선은 쇼클리 방정식에 의한 전달곡선과 교차될 것이다.

그림 13-1의 회로를 구성하고 RD의 측정치를 기입하고 각각의 순서에 대해 실험을 진행한다.

2) 자기 바이어스 회로

자기 바이어스 회로에서 VGS의 크기는 드레인 전류 ID와 전원저항 RS의 곱에 의해 정의 되어 진다. 회로의 바이어스 선은 원점에서 출발하여 DC 동작점에서 전달 곡선에 교차할 것이다. 드레인 전류와 게이트-소스간의 전압은 동작점으로부터 축까지 수직, 수평선을 그음으로 결정할 수 있다. (주목 : 소스 저항이  클수록 바이어스 선은 더 수평적이고, 드레인 전류는 더 감소한다.)

그림 13-3의 회로를 구성하라. RD와 RS의 측정치를 삽입하라. 그림 13-2 VGS = - IDRS 에 의해 정의되어진 자기 바이어스 선을 긋고, 회로의 Q점을 찾아라. 그리고 동작치를 기록한다. VGS, VD, VDS, VG 값을 계산하고 기록하며, 이를 측정하여 이론치와 비교한다.

3) 전압분배기 바이어스 회로

전압분배기 바이어스 회로에서 VGS는 전압분배기 바이어스전압과 소스 저항의 전압강하에 의해 결정되어진다.

그림 13-4의 회로를 구성하고, 측정된 저항치를 기록한다. IDSS와 VP를 이용하여 바이어스 선을 그리고 회로의 Q점을 찾는다. VD, VS, VDS의 이론치를 계산 및 측정하여 기록하고 오차율을 계산한다.