실험물리 예비/결과 Junction Field Effect Transistor(2) (공통 소스 증폭기, 공통 드레인 증폭기, JFET, 접합 전개 효과 트렌지스터) Report 실험물리 예비/결과 Junction Field Effect Transistor(2) (공통 소스 증폭기, 공통 드레인 증폭기, JFET, 접합 전개 효과 트렌지스터)서강대학교 물리학과 실험물리학1의 실험 예비레포트와 결과레포트를 병합하여 올립니다. 해당 과목 A+를 받았습니다.결과보고서는 제가 실험한 데이터로 작성되었습니다. 따라서 이론적인 값과 다소 차이가 있을 수 있지만 오차에 대한 분석이 포함되어 있습니다. 또한 실험의 내용은 담당 조교에 따라 일부 상이할 수 있습니다.본문 내용을 많이 입력하고 싶지만 레포트에 수식이 다수 포함되어 있어 옮기는 것에 한계가 있습니다. 파일 안에는 완벽한 수식처리가 되어있습니다.예비 레포트 (프리 레포트, 예비 보고서)1. 실험 목표2. 이론3. 재료 및 장비4. 실험 방법 (과정)5. 참고 문헌결과 레포트 (결과 보고서)1. 실험 결과 정리 (실험 데이터)2. 분석 및 토의3. 참고 문헌1.1. 공통 소스 JFET 증폭기에 을 대입하여 를 얻는다.이것을 잘 살펴보면 가 등호 양쪽에 있는 형태인 이차 방정식임을 알 수 있다. 이를 수학적으로 근을 구한다. MATLAB을 사용하여 근을 구하였다. solve(x=51.3*(1- (-x*1000)/(-4.57) )^2)(결과) ans = 0.00452706 0.00461333근이 두 개가 나와 하나를 선택해야 하는데, 실험값에 가까운 값인 4.52mA로 했다.그리고 , 를 이용한다. , , , 이론으로 구한 전압 이득이 1보다 작게 계산되는 것이 눈에 밟힌다. 이는 분명 잘못 계산된 것이라 볼 수 있으며 이 원인을 알아보기 위하여 계산 과정을 살펴볼 필요가 있다.순방향 전달 컨덕턴스 은 가 일정할 때, 으로 정의되며 단위는 지멘스(S)이다. 이는 전압 이득을 결정하는 물리량이다. JFET의 전달 특성(전달 컨덕턴스)곡선이 선형이 아니기 때문에 값에 따라 값이 달라진다. 그리고 는 =0에서의 값이다.소자의 규격표에서 찾거나 근사적인 식 , 을 이용하여 값을 구하는 것이다. 이렇게 해서 얻은 값을 이론값으로 사용하였다. 하지만 여기서 간과하면 안되는 것은 와 의 값을 구할 때 실험값을 사용했다는 것이다. 애초에 이론값을 계산할 때 실험값을 사용하였기 때문에 이론값은 더 이상 이론값으로서의 가치를 잃는다. 실제로 규격표에서 의 값을 살펴보면 2mA~9mA라고 적혀있다. 그러나 실험적으로 구한 값은 51.3mA이다. 이렇게 큰 차이가 있기 때문에 이론 전압이득을 신뢰하기가 어렵다.또한 Bode 선도 그래프를 관찰해보면 주파수에 따라 이득이 많이 달라지는 것을 알 수 있다. 하지만 전압이득 이론값을 계산하는 과정에 주파수는 들어가지 않는다. 따라서 주파수를 고려하지 않은 값이기 때문에 더욱 실제와 거리가 멀다.1.2. 공통 드레인 JFET 증폭기공통 소스 증폭기와 상당부분이 유사하다. 다른 점은 대신 를 구했다는 것과 전압이득 계산 방법이다., (병렬 합성)또한 에서 가 없기 때문에 가 된다. 여기서도 공통 소스와 같은 이유로 이론 전압이득이 잘 계산되지 않았다.두 실험에서 실험값이 오히려 우리가 원하는 값에 가까운 결과를 도출해낼 수 있었다. 이를 개선하기 위해서 이론 계산 방법에 변화가 있어야 한다. 앞에서 언급한 것처럼 의 값을 구할 때 실험값 를 사용하지 않아야 한다. 이를 위해서는 규격에 적혀있는 값이 사용되어야 한다. 그러나 규격표에 있는 값이 너무 포괄적이라는 단점이 있는데 좀 덜 포괄적인 제품을 사용한다든지 또는 해당하는 범위의 최솟값과 최댓값 둘 다를 사용하여 계산해보는 것도 괜찮을 것이다.
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