저항 양단에 나타난다.
증폭기의 전압 이득 AV는 입력 신호와 출력 신호를 측정한 후 아래의 식에 측정값을 대입하면 실험적으로 결정할 수 있다.
◆ 전압 이득 AV
☞ AV = Vout / Vin
모의실험
① 드레인 특성
② 소스 공통 증폭기
2번 실험의 경우 시뮬레이션 결과에서 도출할 수 있는 AV값이 1 이하가 나왔다. 이는, 증폭기의 설계 의도에 맞지 않는 결과이다. (출력 전압이 입력 전압에 비해 오히려 적으므로) 대체한 MOSFET의 문제인지, 회로 설계의 문제인지 등의 원인 발견을 위해 실제 실험을 진행하며 비교, 검토가 필요하다.
실험방법
<실험 부품 및 장비>
전원 : 독립적으로 가변할 수 있는 직류 정전압원 2대
장비 : 디지털 멀티미터, 0~10mA 직류 밀리 전류계 또는 VOM
저항 : 1kΩ, 10kΩ, 2.2MΩ 0.5W
커패시터 : 0.047μF 50V 2개, 100μF 50V
반도체 : 3N187(MOSFET) 또는 대치품
기타 : SPST 스위치 2개
<실험 과정 - 드레인 특성(게이트 제어)>
1. 오른쪽 그림은 3N187의 단자를 밑면에서 본 것이다. 이를 참고로 아래의 회로를 구성한다. VDD는 0V로, VGG는 -0.8V로 조정한다.
2. VGS = -0.8V 및 VDS = 0V일 때 ID를 측정해서 표에 기록한다.
3. VGS = -0.8V로 유지하고, 표에 주어진 값대로 VDS를 +1V, +3V 등으로 증가시켜 가면서 ID를 측정, 기록한다.
4. VGS = -0.7V로 감소시키고, 표에 주어진 각각의 VDS에 대해 ID를 측정, 기록한다.
5. 표에 주어진 각각의 VGS에 대해서 과정 4를 반복하고 측정된 ID를 표에 기록한다.
6. VGG의 극성을 역으로 하고, 표에 주어진 VGS = 0, VGS의 (+)값 및 VDD에 대해 과정 4를 반복한다. 표의 데이터로부터 3N187의 드레인 특성 곡선을 그린다. 각 곡선을 식별하도록 번호를 붙인다.
<실험 과정 - 소스 공통 증폭기>
7. 오른쪽 회로를 접속한다. VDD를 +15V로 조정한다. 정현파 발생기의 출력을 1000Hz에서 최소로 조정한다.
8. 오실로스코프로 출력 신호 Vout을 모니터한다. 이때 일그러짐 없는 최대 출력 신호가 얻어질 때까지 입력 신호를 서서히 증가시킨다.
9. Vout과 Vin의 피크-피크 전압을 측정해서 표에 기록한다. 이득을 계산해서 기록한다. 또한 VGS와 VDS를 측정하여 기록한다.