A＋받은 다이오드 클램퍼 예비레포트

실험 6. 다이오드 클램퍼

1. 실험목적 (+), (-) 다이오드 클램퍼의 출력 파형을 관찰한다. 2. 실험 이론 클램퍼(Clamper)란 입력 파형의 형태를 변화시키지 않고, 입력 파형에 직류 전위를 더해주는 회로를 뜻한다. 이는 양의 직류 전위, 음의 직류 전위를 더해주는지에 따라 양, 음의 클램퍼로 나눌 수 있다. (1) 양의 클램퍼 클램퍼는 입력 파형의 형태는 변화하지 않으며, 어떠한 직류 전위값에 그 입력 파형을 고정시키는 회로이다. 이 클램퍼 회로는 다이오드, 커패시터, 저항을 필요로 한다. 입력신호의 한 주기 동안 커패시터 양단의 전압이 피크값으로 일정하게 유지될 수 있도록 회로의 시정수 ( )가 충분히 커야한다. 즉, R과 C값은 출력 파형에 영향을 줌으로 입력신호의 주기보다 훨씬 더 큰 값을 선택해야 한다.

그림 1 다이오드 클램퍼의 동작 위 그림 1의 클램퍼의 동작을 살펴본다. (a)는 (+)의 직류성분을 삽입한 다이오드 클램퍼이다. 본 회로의 동작은 입력전압의 음의 반주기 동안의 동작을 살펴보며 확인할 수 있다. (b) 와 같이 입력전압의 음의 반주기동인 다이오드는 순방향 바이어스에 놓여 커패시터는 입력의 피크치인 Vpin 0.7V까…(생략)

그림 2 음의 다이오드 클램퍼의 동작 (3) 바이어스된 클램퍼 그림 3은 바이어스된 (-) 클램프 회로이다. 이 회로에서 3V 전압원은 다이오드의 Cathode에 +3V의 바이어스를 걸어주므로 다이오드 D는 Anode의 전위가 Cathode에 대해 (+)의 값이 되기 전에는 도통되지 않는다. 즉, 입력이 +3V 이상이 되어야 다이오드가 도통된다. 따라서, 그림 3의 입력신호가 +3V~+10V일 때 다이오드가 전도상태가 되어 커패시터 C는 -10V+3V = -7V까지 충전된다. 커패시터가 완충된 이후의 회로의 동작은 (-)의 클램퍼 회로와 같다.

그림 3 바이어스된 음의 다이오드 클램퍼의 동작 3. 실험 장비 ① 직류전원장치 (± 20V, 3A) ② 오실로스코프 (2ch, 20MHz) ③ 저주파 발생기 (10~1MHz, 7 s) ④ 실리콘 다이오드 (1N4001 X 2) ⑤ 콘덴서 (0.1 X 1) ⑥ 저항 (120Ω X 1) ⑦ 가변저항 (5Ω X 1, 50Ω X 1) 4. 실험 방법 1) 그림 4의 (a)회로를 결선한다. 저주파 발생기의 출력을 1kHz, 정현파로 하여 입력전원으로 인가한다. 이때의 오실로스코프로 출력 파형을 측정하여 표에 기록한다.(수직 이득 감도 [1V/div], 수직 입력 스위치는 DC로 설정한다.) 2) 저항 을 가변저항 Ω으로 교환하고, 가변저항을 조절하여 출력을 관찰한다. 3) 그림 4의 (b)회로를 결선하고, 1)을 반복하여 결과를 표에 기록한다. 4) 그림 5의 (a)회로를 결선하고, 가변 DC전원 를 0~4V까지 서서히 변화시키며 이때의 출력파형의 dc레벨의 변화를 관찰한다. 5) 그림 5의 (b)회로를 결선하고, 4)를 반복한다.

그림 4 다이오드 클램퍼 실험회로