LTspice를 이용한 공통 소스 증폭기 시뮬레이션

안녕하세요 배고픈 노예입니다.

공통 소스 증폭기(Common Source Amplifier) 시뮬레이션에 대해 진행해 볼게요.

 

사용되는 기능들은 .step param, dc sweep, transient 가 사용되었습니다.

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아래의 시뮬레이션 과정에서 어려움을 느끼시는 분들께

 

LTspice에서 학부 수준으로 시뮬레이션의 여러 과정들을 올리겠습니다.(지속적인 업데이트 예정)

아래 링크를 통해 어려움을 극복하시는데 도움이 되길 바랄게요

 

 

 

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DC 시뮬레이션

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아래와 같이 회로를 설계합니다.

DC Sweep을 통해 게이트 전압 변화에 따른 전류의 변화와 부하 저항 값의 변화에 따른 출력 전압의 변화를 알아보겠습니다.

 

 

회로 1

게이트의 전압 sweep 설정을 했고 이제 저항값을 sweep해야 하는데요 

아래 사진 처럼 설정을 하도록 합니다. 순서는 섞여도 상관없습니다.

저항 값 sweep 하기 위한 과정

시뮬레이션을 돌리게 되면 아래와 같은 결과가 나옵니다.

각각의 선들은 저항값을 바꾸었을 때 나오는 결과이며 이어진 선은 게이트 전압이 변화되었을 때 나오는 결과입니다.

 

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전압 이득 시뮬레이션

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전압 이득을 알기 위해 회로를 구성할건데요 먼저 회로 구성부터 알아보도록 합시다.

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회로 구성

 

먼저 회로 구성은 다음과 같습니다. 저항이나 커패시터의 값을 미리 설정해주세요

 

회로 2

전압원 V1에 DC를 인가하는 것이 있지만 사인파의 파형이 제대로 나오지 않기 때문에 입력에 DC block 커패시터를 추가해야 하고 따로 DC 전원을 인가해주도록 하는데 10K와 같은 높은 저항 값을 DC 전압원과 직렬로 연결되게 설계합니다. 왜냐하면 AC 신호 즉 교류 형태의 전류가 가 다른 전압원에 들어가지 못하게 만들어야 되기 때문이죠.

 

출력 부분에도 DC Block cap이 있는데 dc값이 포함이 된 시뮬레이션의 결과를 보면 얼마나 입력 전압이 얼마나 증폭이 되었는지 보기 힘듭니다. (설계를 할 때는 다른 회로의 dc 성분이 들어가는 것을 방지하기 위해 dc block cap이 들어감)

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전압원 Sine-wave 인가하는 방법

 

입력 전압원을 우클릭하여 dc = 0, Amplitude 10m, Freq = 1k로 설정

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Output Pin 만드는 방법

 

output label 완성

 

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Transient 입력

 

ESC(Edit Simulation Command)에 들어가서 Tran을 아래와 같이 10m로 적어주고 ok 한 후 스케메틱에 붙입니다.

 

transient 시뮬레이션

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시뮬레이션 결과

 

전압 확인을 v1, Vout 전압을 확인하고 mosfet 전류를 확인해 본다.