오늘 나는..
아침에 한달만에 헬스장 다녀와서 뭔가 뿌듯했다.
그냥 도서관에서 공부할까 고민했는데 개포가서 공부했다. 생각보다 빡공했다. 그러나 피스파이스가 잘 되지 않아서 좀 속상하고 자괴감 느꼈다. 그러나 죽전역에서 김승언이 여자애한테 끼부리는거보고 20분간 웃참했다. 개콘인줄.
TIL ) 다이오드 리미터, 클램퍼
0. 다이오드란 ?
전류의 흐름을 화살표방향대로 통과시켜주는 스위치라고 생각할 수 있습니다.
pn접합 다이오드에 대해서 현재 배우고 있으며, 걸어주는 바이어스의 상태에 따라 (=+전압-전압) 다이오드 내부의 전자의 움직임이 달라지므로 전류가 흐를수도, 안 흐를 수도 있습니다.
이상적인 다이오드의 전압-전류 특성입니다.
이상적으로 생각하면, 다이오드에 양 전압이 인가되면 스위치처럼 통과시켜주므로 전류가 바로 높아집니다. 그러나..
실제의 pn다이오드 전압-전류 특성 곡선입니다.
- 실제 다이오드는 문턱전압(turnon전압) 이상의 전류가 걸려야지 전류가 흐르게됩니다. 그전에는 미량의 전류만이 흐릅니다.
- 순방향의 전류가 흐를때에도 이상적인 다이오드와 달리 미량의 저항을 가지고있어 수직으로 전류가 높아지지 않고 (b)의 기울기를 가지고 높아집니다. 이를 벌크저항이라고 합니다.
- 이상적인 다이오드는 역방향 전압이 인가되면 전류가 흐르지 않지만 실제는 조금의 전류가 흐르게됩니다. 이를 (c)로 표현할 수 있습니다.
- 다이오드 소자는 차단할 수 있는 전압의 한계가 있습니다. 이 전압을 넘어서 역방향 전압을 인가시키면 소자가 파괴되어 역방향 전류가 흐르게됩니다. 이를 (d)로 표현하였고, 이를 항복전압이라고 합니다.
1. 리미터란 ?
신호를 전송할 때 기준값 이상 / 이하로 원하는 부분만 전송하기 위해 사용합니다.. FM 수신기의 중간주파 증폭단의 후단에 넣어 증폭된 중간 주파의 진폭을 일정한 레벨로 제한하기 위해 사용됩니다. 이때 잡음이나 큰 진폭 등의 노이즈를 걸러주기도 합니다.
이와 같이 V_BIAS를 통해 리미트전압을 조절할 수 있습니다.
다음 4가지로 구분해 생각할 수 있습니다.
직렬 다이오드 리미터
위에서는 전압에 따른 전류(V_I)를 생각해보았습니다. 그렇다면 시간에 따른 전압(T-V)을 생각해보면, 교류파(sin)을 인가할 때, 턴온 전압인 0.7v이상일 때 전류가 흐르므로 다이오드 양단의 전압은 0.7v 이상일 때 0.7V로 고정됨을 생각할 수 있습니다.
이렇게 나와서 너무 화나고 어리둥절했습니다.
이게 맞는겁니다.
병렬 다이오드 리미터
위와 다르게 이번에는 다이오드가 전압원과 병렬로 연결됩니다.
다이오드가 역방향으로 작동할때에는 다이오드가 높은 역방향 저항을 가지게되어 회로상에서 R과 R_R인 두 저항으로 볼 수 있습니다. 이때 저항이 다이오드에 걸린 역방향 저항보다 매우 작으면 실질적으로 통과가 되고
사실 이부분 이해가 잘 되지않아 질문해야합니다.
이래서 이쁘지 않다고 생각했습니다.
이게 맞는겁니다.
바이어스된 병렬 리미터 & 바이어스된 2중 다이오드 리미터
위의 다이오드 리미터는 출력 전압을 0.7V로밖에 조절할 수 없습니다. 위에서 소개한 것처럼 3.7v, 6.7 v 등으로 전압을 조절하고 싶다면 다이오드를 지난 후의 부분에 전압(V_BIAS)을 또 공급해주면 0.7+V_BIAS 전압만큼으로 출력 전압을 조절할 수 있습니다.
다이오드를 서로 다른 방향으로 병렬 연결하고, 다이오드 후에 추가 전압을 더한다면 (+)주기, (-) 주기의 출력 전압을 모두 조절할 수 있습니다.
다이오드에 역방향일 때 (=차단될 때)는 출력 전압이 입력 전압과 같게 되고, 순방향일 때 (도통 될 때)는 출력 전압이 전원 전압과 같게 됩니다.
클램퍼란?
리미터가 입력 파형 자체를 변화시켜서 레벨을 조정했다면, 클램퍼는 입력파형의 모양은 변화시키지 않고 위아래로 nV만을 더해줍니다.
따라서 더 공부해야 하는 부분은
- 병렬 다이오드 리미터의 원리를 알아봐야한다.
- PSpice 가변저항 사용법을 익혀야한다.
내일 공부해야 할 것은
- 이번 주의 기회는 1) 아직 물리전자 퀴즈를 보지 않았다는 것, 2) 신시 수업이 한 주간 쉰다는 것 3) 전력전자 수업이 한 주간 쉰다는 것 이다. 이 기회를 이용해서 물리전자를 빨리 공부하고 바로 반도체소자의 pn접합까지 익혀야한다. 신호와 시스템이 시험범위가 많으므로 조금이라도 공부하는 것을 최우선 과제로 삼는다.
- 물리전자 2단원 유도
- 물리전자 3단원 개념정리
- 신호와 시스템 4단원 ~ 배운곳까지 (샘플링, 복원) 부분 정리
잘 보고있습니다 실장님!!!