점의 궤적이다.
- 부하 변합기 1차선의 직류 저항은 거의 제로이며, 직류 부하선은 수직에 가까운 직선으로 주어진다. 교류 부하선은 동작기점 Q를 지나 (N1/N2)^2 * RL의 기울기를 가진 직선으로 주어진다.
Q점
- 트랜지스터에 교류입력이 없을 때 IC와 VCE의 특정한 직류값을 가지게 되는데, 이 값들은 직류 부하선 위에 있는 특정한 점들이며 이점을 Q점이라고 한다.
공식
①
②
③
④
⑤
⑥
3. 실험
3-1 실험부품
① 저항 : 100Ω, 10KΩ
② 트랜지스터 : 2N3904
3-2 실험절차
① IB가 100uA가 되도록 VBB를 조정하고, VCC를 변화시키면서 IC를 측정한다.
② IB를 증가시키면서 2번의 과정을 반복한다.
4. PSpice 시뮬레이션 회로도
※ 전자회로실험 P.45 그림 6-3
※ 전자회로실험 P.46 그림 6-5
4-1. PSpice 시뮬레이션 결과
※ 전자회로실험 P.45 그림 6-3 회로 시뮬레이션 결과
※ 전자회로실험 P.46 그림 6-5 전류 시뮬레이션 결과
※ 전자회로실험 P.46 그림 6-5 전압 시뮬레이션 결과
5. 데이터 시트
※이번에 사용한 소자는 트랜지스터 2N3904입니다.
6. 실제 실험 결과
6-1. 트랜지스터 Base 및 Collector, Emitter 핀 찾는 법
- 멀티미터의 다이오드 모드를 통해 순방향 전압 값이 측정되는 핀의 +단자와 -단자를 통하여 Base를 찾고, 순방향 전압 값을 통해 Collector와 Emitter 핀을 찾는다.
① 멀티미터를 다이오드 모드로 설정한다.
② 멀티미터의 +단자와 -단자를 트랜지스터의 임의의 두 단자에 연결한다.
③ 다이오드 전압이 0V가 나오면 +단자에 연결된 핀은 Collector 또는 Emitter이다.
④ 다이오드 전압이 0.7V가 나오면 +단자는 Base이다.
⑤ Base와 나머지 두 핀 중 하나를 연결했을 때 다이오드 전압이 미세하게 높은 전압이 나오는 핀이 Emitter이며, 미세하게 낮은 전압이 나오면 Collector이다.
트랜지스터 측정법
- 위의 핀을 찾는 방법과 같이 Base-Emitter, Base-Collector 사이의 순방향으로 연결하였을 때 정상적으로 다이오드 전압 값이 나오는 지 확인하고, 역방향으로 연결하였을 때 전류가 흐르지 않아야 되기 때문에 0V로 측정되어야 정상 트랜지스터로 판단한다. 순방향으로 연결하였을 땐 전압 값이 나오지 않거나, 역방향으로 연결하였는데 전압 값이 나오면 불량 트랜지스터로 판단한다.
① 멀티미터를 다이오드 모드로 설정한다.
② 멀티미터의 +단자는 Base, -단자는 Emitter에 순방향으로 연결하여 약 0.7V가 나오는지 측정한다.
③ 반대로 -단자는 Base, +단자는 Emitter에 순방향으로 연결하여 약 0.7V가 나오는지 측정한다.
④ 멀티미터의 +단자는 Base, -단자는 Collector에 순방향으로 연결하여 약 0.7V가 나오는지 측정한다.
⑤ 반대로 -단자는 Base, +단자는 Collector에 역방향으로 연결하여 0V가 나오는지 측정한다.
⑥ Collector와 Emitter를 순방향으로 연결하여 0V로 나오는지 측정한다.
6.2 실제 실험 과정 및 결과
① 그림 6-3의 IB가 100uA가 되도록 VBB를 조정하고, VCC를 변화시키면서 IC를 측정한다.
② IB를 증가시키면서 2번의 과정을 반복한다.
IB=100uA
IB=150uA
IB=200uA
IB=250uA
IB=300uA
VCC
VCE
IC
VCE
IC
VCE
IC
VCE
IC
VCE
IC
0V
0.007V
0mA
0.007V
0.02mA
0.007V
0mA
0.007V
0.02mA
0.006V
0mA
0.3V
0.07V
1.3mA
0.05V
1.3mA
0.04V
1mA
0.04V
1.3mA
0.04V
0.6mA
0.5V
0.09V
2.1mA
0.07V
2.2mA
0.06V
2mA
0.06V
2.3mA
0.05V
1.8mA
0.7V
0.11V
2.9mA
0.09V
3mA
0.08V
3mA
0.07V
3mA
0.06V
2.9mA
1V
0.14V
4.5mA
0.1V
7.6mA
0.1V
9mA
0.09V
4.7mA
0.08V
4.3mA
2V
0.46V
14.8mA
0.16V
18mA
0.15V
18mA
0.15V
18mA
0.13V
17mA
4V
2.33V
16.6mA
1.2V
27mA
0.8V
30mA
0.71V
32mA
0.46V
34mA
6V
4.2V
17.6mA
2.8V
29mA
2.3V
37mA
1.9V
41mA
1.5V
44mA
8V
6.1V
18.4mA
5V
30mA
3.9V
39mA
3.5V
46mA
2.8V
51mA
※ VCE 대 IC 특성곡선 (IB = 100uA)
※ VCE 대 IC 특성곡선 (IB = 150uA)
※ VCE 대 IC 특성곡선 (IB = 200uA)
※ VCE 대 IC 특성곡선 (IB = 250uA)
※ VCE 대 IC 특성곡선 (IB = 300uA)
※ 실험 결과 설명
- IB가 각각 100, 150, 200, 250, 300이 되도록 VBB를 조정하였다. 위 사진은 그때의 각각 VBB때의 사진들이다.
- 100uA 일때는 VBB=1.7V, 150uA일 때는 VBB=2.2V, 200uA일 때는 VBB=2.8V, 250uA일 때는 VBB=3.2V, 300uA일 때는 VBB=3.7V가 측정되었다.
- 사진은 VCE = 2V로 통일하였다.
- 각 IB일 때의, 5개의 VCE 대 IC 특성곡선을 비교하여보면 비슷한 모양의 곡선이 나오는 것을 알 수 있다.
- 실험 결과 표를 보면, 전압을 아무리 가해도 어떤 정해진 전류밖에 흐르지 않는다는 결과를 도출해낼 수 있다.
③ 그림 6-4 회로의 DC 파라미터를 계산하고, 측정하여 기록한다.
파라미터
계산값
측정값
%오차
IB
430uA
404uA
6%
IC
86mA
66mA
23%
IE
86.4mA
65mA
24%
VBE
0.7V
0.7V
0%
VCE
1.4V
3.5V
150%
VCB
0.7V
2.7V
230%
7. 참고문헌
전자회로실험 P.44~49
데이터 시트 검색엔진 https://www.alldatasheet.co.kr/