능동 부하를 포함한 공통 소스 증폭기의 PSpice 시뮬레이션 및 분석

1. 서론

공통 소스 증폭기는 전기전자공학에서 널리 사용되는 기본적인 증폭 회로이다. MOSFET의 게이트-소스 전압 변화에 따라 드레인-소스 전류가 제어되는 원리를 이용하여 입력 신호를 증폭한다. 일반적으로 저항을 부하로 사용하는데, 이 경우 출력 임피던스가 낮아 전압 이득이 제한되고 효율도 떨어질 수 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 능동 부하를 사용하는 공통 소스 증폭기를 설계하고 PSpice 시뮬레이션을 통해 성능을 분석하였다. 능동 부하는 또 다른 MOSFET을 사용하여 구현하며, 높은 출력 임피던스를 제공하여 전압 이득을 향상시키고 에너지 효율을 높이는 데 기여한다. 하지만 능동 부하를 추가하면 회로의 복잡성이 증가하고 바이어스 조정이 더욱 까다로워진다. 따라서 능동 부하 사용의 장점과 단점을 꼼꼼히 비교 분석하는 것이 중요하다.

이 연구에서는 n채널 MOSFET인 2N7000을 사용하여 공통 소스 증폭기를 구성하였다. 능동 부하 역시 2N7000을 사용하여 출력 임피던스를 높였다. MOSFET의 동작점을 선형 영역으로 유지하기 위해 적절한 바이어스 회로를 설계하고 DC 분석을 통해 바이어스 조건을 최적화하였다. 시뮬레이션에서는…