입력을 넣었을때 그 이득은 훨씬 더 커진다는 점이다. 계산된 Q1과Q2의 이득을 보면 그 사실을 확인할 수 있다. 이러한 특성은 입출력 공식인 Vout = A(v1-v2)를 통해 계산할 수 있다.
실험과정 18. 공통모드
V1, v2
Vc1, vc2
Vout
Ve
이번실험은 차동증폭기에서 공통모드로 두 입력이 들어갔을때 입출력파형의 관계를 알아보는 실험이다. 기준파형 v1을 50mV 로 인가하고 각단의 파형을 측정했다. vc1은 입력과 위상이 반대인 31mV의 파형이 측정되었다. 이 파형은 입력파형보다도 그 크기가 작은 파형이다. 즉 공통모드는 이득이 1도 안된다는 것을 알 수 있다. 왜냐면 Vout = A(v1-v2) 인데, v1과 v2가 같으므로 출력인 Vout 도 작아질 수 밖에 없는 것이다. v2의 경우는 입력과 위상이 같은 44mV가 측정되었고, vc2는 입력과 위상이 반대인 28mV가 측정되었다. v2의 경우도 이득이 1도 안된다는 것을 알 수 있다. Vout 은 입력과 위상이 반대인 29mV의 파형이 측정되었고, Ve의 경우, 입력과 위상이 같은 52mV의 파형이 측정되었다. Ve는 시뮬레이션결과 10mV 정도가 측정되어야하지만, 펑션제너레이터 두개의 위상을 정확히 맞출 수 없었던 결과, 약간의 오차가 생겼다고 분석된다. 측정된 값으로 Q1과 Q2의 이득을 계산해보았다. 그 결과 Q1의 이득은 0.62 , Q2의 이득은 0.64로 계산되었다. 여기서 알 수 있는 점은 차동증폭기의 공통모드에서의 이득은 1도 안될정도로 상당히 작다는 것이며, 이러한 결과는 두 입력의 위상이 같기 때문에 두 입력의 차가 거의 0이 되면서 일어난 결과이다.
3. Discussion
이번 실험을 통해 차동증폭기의 동작특성을 알아봤다. 차동증폭기의 두 모드, 즉 차동모드와 공통모드에서의 동작은
서로 완전히 다른 동작이었다. 차동모드에서는 두 입력이 반대의 위상으로 입력되면서 두 입력의 차가 커진다. 그 결과
증폭기의 이득도 커질 수 밖에 없고, 실험결과와 시뮬레이션 결과 모두 그러한 특성을 나타냈다. 공통모드에서는 두
입력의 파형이 같기 때문에 그 차는 줄어들고, 그 결과 이득은 1도 안되는 상당히 작은 이득을 나타낸다. 이번실험은
두 조가 함께 실험을 했다. 펑션제너레이터를 두개 연결해서 공통모드와 차동모드를 구현했는데, 두 입력의 위상이 정
확히 일치하지 않았기 때문에 약간의 오차가 발생했다고 할 수 있다.