중앙대학껓 전자회로설계실습 예비11. Push-Pull Amplifier 설계 A+
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2024.11.14
문서 내 토픽
  • 1. Classic Push-Pull Amplifier 특성
    그림 1(a) 회로를 simulation하기 위한 PSpice schematic을 그리되, BJT를 제외하고 부하저항을 100Ω으로 놓고, Simulation Profile에서 Analysis type을 DC Sweep으로 설정하고서 DC 전압원의 값을 –12 V에서 +12 V까지 0.001 V의 증분으로 증가시킴에 따라 부하저항 양단의 출력전압이 어떻게 변하는지를 보여주는 입출력 transfer characteristic curve를 확인하였다. 이를 통해 입력전압의 절대값이 특정전압 이상이 되지 않으면 출력전압이 0에서 미동도 하지 않는 Dead zone이 발생하는 것을 확인하였다. 그림 1(b) 회로를 simulation하기 위한 PSpice schematic을 그리고 Simulation Profile에서 Analysis type을 Time Domain (Transient)으로 설정하여 정현파 입력전압원의 값을 VAMPL=2.5V, FREQ=1 kHz, 부하저항을 100Ω으로 설정하고 부하저항 양단의 출력전압 파형을 확인한 결과, crossoover distortion이 발생된 것을 확인하였다.
  • 2. Feedback loop와 OP-amp를 이용한 Push-Pull Amplifier 특성
    그림 2(a)의 회로처럼 Push-Pull amplifier출력으로부터 OP Amp의 –입력단자로 feedback시킨 회로를 구성하였다. 이 때 RL=100 Ω, Rbias=1kΩ 으로 설정하고, Simulation Profile에서 Analysis type을 DC Sweep으로 설정하여 DC 전압원의 값을 –12 V에서 +12V까지 0.001 V의 증분으로 증가시킴에 따라 부하저항 양단의 출력전압이 어떻게 변하는지를 보여주는 입출력 transfer characteristic curve를 그린 결과, Dead zone이 제거되었음을 확인하였다. 그림 2(b)와 같이 회로를 구성한 후 Simulation Profile에서 Analysis type을 Time Domain (Transient)으로 설정하여 VAMPL=2.5V,FREQ=1kHz인 정현파 입력 전압원에 대한 입출력 전압파형을 도시한 결과, crossover distortion이 개선된 것을 확인하였다.
  • 3. Push-Pull Amplifier Power dissipation
    그림 1(a)에서 입력에 전력 소모가 최대가 되는 지점의 ±12V를 인가하여 부하저항 양단의 출력 전압을 측정한 후 식(11.3)을 이용하여 전력 손실을 계산하면 약 0.144W이다. 그림 2(a)에서 입력에 전력 소모가 최대가 되는 지점의 ±12V를 인가하여 부하저항 양단의 출력 전압을 측정한 후 식(11.3)을 이용하여 전력 손실을 계산하면 약 0.144W이다.
Easy AI와 토픽 톺아보기
  • 1. Classic Push-Pull Amplifier 특성
    클래식 푸시-풀 증폭기는 두 개의 증폭 소자(예: 트랜지스터)를 사용하여 입력 신호를 증폭하는 회로입니다. 이 구조는 입력 신호의 양의 반주기와 음의 반주기를 각각 다른 증폭 소자가 증폭하여 출력 신호를 생성합니다. 이를 통해 높은 효율과 낮은 왜곡 특성을 얻을 수 있습니다. 또한 두 증폭 소자의 상보적 동작으로 인해 출력 신호의 DC 성분이 상쇄되어 출력 신호의 DC 오프셋이 작습니다. 이러한 특성으로 인해 클래식 푸시-풀 증폭기는 오디오 증폭기, 전력 증폭기 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다.
  • 2. Feedback loop와 OP-amp를 이용한 Push-Pull Amplifier 특성
    피드백 루프와 OP-amp를 이용한 푸시-풀 증폭기는 클래식 푸시-풀 증폭기의 특성을 개선한 구조입니다. OP-amp를 사용하여 입력 신호를 증폭하고, 피드백 루프를 통해 출력 신호를 입력 신호와 비교하여 증폭기의 선형성과 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 이를 통해 낮은 왜곡, 높은 이득, 우수한 주파수 특성 등의 장점을 얻을 수 있습니다. 또한 OP-amp의 차동 입력 구조로 인해 공통 모드 잡음 제거 능력이 뛰어나 신호 대 잡음비가 향상됩니다. 이러한 특성으로 인해 이 구조의 푸시-풀 증폭기는 고성능 오디오 증폭기, 전력 증폭기 등에 널리 사용됩니다.
  • 3. Push-Pull Amplifier Power dissipation
    푸시-풀 증폭기의 전력 소모는 증폭기의 구조와 동작 방식에 따라 크게 달라집니다. 클래식 푸시-풀 증폭기의 경우, 두 증폭 소자가 번갈아 동작하므로 한 번에 하나의 소자만 전류를 흘리게 되어 전력 소모가 상대적으로 낮습니다. 반면, OP-amp와 피드백 루프를 이용한 푸시-풀 증폭기는 OP-amp 자체의 전력 소모와 피드백 루프로 인한 추가적인 전력 소모가 있어 전력 효율이 다소 낮습니다. 하지만 OP-amp 기반 푸시-풀 증폭기는 높은 선형성과 안정성으로 인해 고출력 및 고성능 응용 분야에 적합합니다. 따라서 응용 분야와 요구 사항에 따라 적절한 푸시-풀 증폭기 구조를 선택해야 합니다.
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