[결과 레포트]

JFET 바이어스 회로

1) 고정바이어스 회로

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

a. 그림 13-1을 구성하라. RD의 측정치를 기입하라.

995Ω

b. VGS를 0V에 놓고, 전압 VRD을 측정하라. 측정된 RD값을 이용하여 ID=VRD/RD로부터 ID를 계산하라. VGS = 0V 이므로 드레인 전류는 포화전류 IDSS이다. 아래에 기록하라.

(측정치로부터) IDSS = 3.39698482㎃

c. [eqn: V_R_D] = 1㎃(그리고, ID = [eqn: V _{R _{D}} `/R _{D} ` CONG 1㎂]) 일 때까지 VGS를 점점 더 부(-)로 만들어라. ID가 매우 작기 때문에 ([eqn: I _{D} ` CONG 0㎂] ) VGS의 결과치는 핀치오프 전압 VP이다. 아래에 기록하라.

(측정치) VP = -1.000V

이 값은 실험내내 이용될 것이다.

d. IDSS와 VP에 대한 위의 값을 이용하여, 쇼클리 방정식을 이용해서 그림 13-2에 전달 곡선을 그려라.

[eqn: I _{D} `=I _{DSS} (1- {V _{GS}} over {V _{p}} ) ^{2}]

IDSS = 3.4㎃ / VP = -1V

e. 만약 VG = -1V 이면, 그림 13-2의 곡선으로부터 IDQ를 결정하라. 그림 13-2에 모든 과정을 보여라. 고정 바이어스 선으로서 VGS에 의해 정의되어진 직선을 그려라.

(계산치) IDQ = 3.4㎃

f. 그림 13-1에 VGS = -1에 놓고, VRD를 측정하라. 측정치 RD를 이용하여 IDQ를 계산하고 아래에 기록하라. 이것은 ID의 측정치이다.

(측정치) VRD = 0.997V

(측정치) IDQ = 1㎃

2) 자기 바이어스 회로

자기 바이어스 회로에서 VGS의 크기는 드레인 전류 ID 와 전원저항 RS의 곱에 의해 정의되어 진다. 회로의 바이어스 선은 원점에서 출발하여 DC 동작점에서 전달곡선에 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.

a. 그림 13-3의 회로를 구성하라. RD와 RS의 측정치를 삽입하라.

995Ω

1.186㏀

b. 그림 13-2에서 VGS = -IDRS에 의해 정의되어진 자기 바이어스 선을 긋고, 회로의 Q점을 찾아라. 아래의 IDQ와 VGSQ의 동작치를 기록하라.

d. 전압 VGS, VDS, VD, VS, VG를 측정하고 방정식을 이용하여 위의 결과와 비교하라.

(측정치) VGS = -0.915 V

(측정치) VD = 14.11 V

(측정치) VS = 1.061V

(측정치) VDS = 13.06V

(측정치) VG =  0V

3) 전압분배기 바이어스 회로

전압분배기 바이어스 회로에서 VGS는 전압분배기 바이어스전압과 소스 저항의 전압강하에 의해 결정되어진다. 즉 그림 13-4의 회로에 대해

[eqn: V _{G} `= {R _{2} V _{DD}} over {R _{1} +R _{2}}]

그리고,

[eqn: V _{GS} =V _{G} -I _{D} R _{S}]

a. 그림 13-4의 회로를 구성하라. 측정된 저항치를 삽입하라.

995Ω

1.186㏀

b. 단계1)에서 결정된 IDSS와 VP를 이용하여, 그림 13-2에 전압분배기 바이어스 선을 그리고, 회로의 Q점을 찾아라. 바이어스 선을 그리기위하여 두 점을 결정한뒤 두 점을 직선으로 연결하라.

[eqn: V _{GS} =V _{G} -I _{D} R _{S}] 에 대해 ID = 0㎃ 이면 VGS = VG - (0)RS = VG

그리고 VGS = 0 V 이면 [eqn: I _{D} = {V _{G}} over {R _{S}}]이다.

c. 위의 두 점을 통해 직선을 그리고, 전달 곡선과 교차할 때까지 바이어스 선을 연정하라. 교차점의 좌표는 ID와 VGS의 동작치를 결정한다. 아래에 기록하라. 귀찮아.

d. VD, VS, VDS의 이론치를 계산하고, 아래에 기록하라. 안해.

e. 전압 VGSQ, VD, VS, VDS를 측정하고, 아래에 기록하라.

(측정치) VGSQ = -123.6 ㎷

(측정치) VD = 11.98 V

(측정치) VS = 3.502 V

(측정치) VDS = 8.36 V

f. 식 (13.1)을 이용하여 측정치와 계산치 사이의 오차율을 계산하라.

(계산치) % VGSQ = 1.23

(계산치) % VD = 1.22

(계산치) % VS = 1.55

(계산치) % VDS = 0.55

g. 순서 e의 측정 전압으로부터 IDQ를 계산하고 순서 C에서 결정된 값과 비교하라. IDQ는

[eqn: I _{D _{Q}} `=` {V _{DD} -V _{D}} over {R _{D}}]

와 VD, RD의 측정치를 이용하여 구할 수 있다. 아래에 기록하고 오차율을 계산하라.

(측정치) IDQ = 3.06㎃