안녕하십니까? 일전에 캐소드바이어스에 관해 올라온 영문을 필요한 분이 있는 것같아서 번역해 보았습니다. 제가 이쪽에는 문외한 이기 때문에 번역에 많은 오류가 있음을 미리 알려드립니다. 그러나 조금이라도 도움이 되었으면 해서 올려봅니다. 그림은 이전의 글을 참조하시길 바랍니다. (오류를 지적해주시면 고치도록하겠습니다. )
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캐소드 바이어스
캐소드 바이어스를 사용하는 회로에서는, 캐소드는 그리드에 대해 양극을 띄게 됩니다. 이러한 효과는 그리드가 캐소드에 대해 음극을 띄는 것과 같은 이치입니다. 이러한 방법은 바이어싱 저항이 회로에서 캐소드 다리에 위치해 있기 때문에 캐소드 바이어싱 또는 캐소드 바이어스라고 불립니다. 그림 1-22는 캐소드를 이용하는 3극 진공관의 회로입니다.
그림에 있는 회로가 3극관의 작동모습과 다른 유일한 차이는 배터리, Ecc의 제거와 그리고 회로 부품들인 Rk, 캐소드 바이어싱 저항과 Ck, 캐소드 ac 바이패스 캐패시터 그리고 그리드 저항이 더해진 것(그 목적은 나중에 설명합니다.)입니다. 진공관이 전도성을 띄게 되면, 전류는 배터리에서 Rk를 통해 캐소드로, 진공관을 통해 플레이트로 그리고 RL을 통해 배터리의 양극 단자로 흐르게 됩니다. Rk(캐소드 바이어싱 저항)로 흐르는 전류는 Rk 전체에 전압이 떨어지게 합니다. Rk의 하부는 음극이 되며 반면에 Rk의 상부는 양극이 됩니다. 이 Rk 상부의 양극 전압은 캐소드로 하여금 그리드에 대해 음극을 띄게해줍니다.
독자들은 Ck(캐소드 바이패스 캐패시터)가 이 회로에서 무슨 역할을 하는 지 궁금해 하실 것입니다. Ck는 AC 바이패스의 역할을 합니다. Ck 가 없으면 바이어스 전압은 교류 입력 신호에 따라 변화하게 됩니다. 이러한 현상은 라디오 수신기에서 발견되는 높은 주파수의 경우 특히 문제가 됩니다. Rk, 캐소드 바이어싱 저항은 캐소드에 바이어싱 전압을 주는 데 이용됩니다. 입력 신호는 Rg(그리드 저항)를 통해 전달됩니다. 회로의 부품에 관해서는 본 장의 뒷부분에서 보다 자세하게 논의될 것입니다.
캐소드 바이어싱 전압은 다음과 같은 방식으로 발생하게 됩니다. 앞에서 언급한 바와 같이, Ck, 캐소드 바이패스 커패시터를 사용하지 않는다면, 바이어스 전압은 입력신호에 따라 변화하게 됩니다. 바이어스 전압이 어떻게 교류입력신호에 따라 변화하게 되는 지 이해하기 위해서, 당분간 Ck를 무시하고 그림 1-22을 다시 참조하십시오. 대기(정지전류 시) 상태에서는 Rk 상부에서의 전압강하는 +10볼트입니다. 이제 진공관의 왼쪽 그림의 양극을 띄는 신호를 적용해 봅니다. 양극 신호가 적용되면 진공관 내의 전도성도 증가하게 됩니다. 단 한가지 문제는 Rk를 통과하는 전류 역시 증가한다는 것입니다. 이는 또한 Rk를 통과하는 전압의 강하를 증가시킬 것이며, 이때 캐소드 전압은 +10볼트 이상 될 것입니다. 또한 기억해야 할 것은 플레이트가 진공관 내의 전도성의 증가로 음극을 띄게 된다는 것입니다. 음극을 띈 플레이트와 양극을 띈 캐소드의 조합으로 튜브 내의 정전기 유인력이 감소되고, 진공관 내의 전도성을 감소시킬 것입니다. 이로인해 진공관의 게인은 작아집니다.
음극을 띄는 신호가 적용되면, 진공관 내의 전도성은 감소됩니다. Rk를 통과하는 전류는 감소하며, Rk내의 전압강하는 작아지게 됩니다. 이 결과로 캐소드는 더욱 음극성을 띄게 되며, 이는 다시 진공관 내에 전도성을 증가시키는 역할을 합니다. 음극을 띄는 신호는 플레이트 전류가 감소되면서 증폭되고 플레이트는 양극을 띄게 됩니다. (180도 전환됩니다.) 이리하여, 그림 1-22에서 보는 음극성 반 주기 상의 증가는 해당 반주기의 게인을 작게 만듭니다.
캐소드 바이어싱이 입력신호를 뒤잇게 하도록 허용함으로써 ac 입력를 통하여 회로 내의 게인을 전반적으로 작게 만드는 결과를 얻게 됩니다. 이러한 문제는 Ck를 달아줌으로써 극복될 수 있습니다. Ck의 목적은 캐소드 바이어스의 전압을 일정한 수준으로 유지하는 것입니다. 일상적으로 Ck의 작용을 “ac 신호를 그라운드로 우회시키는 것’이라고 말합니다. Ck의 역할은 그림 1-23을 이용해 설명될 것입니다.
도판 A는 대기 상태에서의 회로를 보여줍니다. 진공관 내에 어느 정도 전도성이 존재하게 되면, 캐소드와 Rk와 Ck의 상부의 전압이 +10볼트가 됩니다. 도판 B에서는 양극성을 띈 신호가 그리드에 적용됩니다. 이로써 진공관 내에 전도성이 증가되고 캐소드의 전압을 +20볼트로 올려주는 역할을 합니다. Ck 상부의 전압은 아직도 +10볼트 머물러 있는 것에 유의하십시오.(캐패시터는 전압의 변화에 반비례한다는 사실을 기억하세요.) Ck가 Rk 상부(+20볼트)의 신호를 추적할 수 있는 유일한 방법은 진공관을 통해 소스로 거슬러 충전하는 것이고 다시 소스에서 Ck의 하부 플레이트로 충전하는 것입니다. 이렇게 해서 캐소드의 전압은 +10볼트로 유지되고 반면 캐패시터는 충전되게 됩니다. 그림의 도판 C는 똑같은 신호를 보여주고 있습니다. 이러한 조건에서 Rk를 통과하는 전도성은 감소됩니다. 또한 Rk를 통과하는 전류의 흐름도 감소될 것입니다. 감소된 전류량은 또한 전압강하의 감소를 뜻합니다. Rk의 상부의 전압은 +5볼트에 근접하게 됩니다. 이제 Ck는 Rk 상부를 따라가기 위해 더욱 음극성을 띄어야 합니다. 이렇게 하기 위해서는 전류는 Ck를 출발해 Rk를 통과해서 Ck의 상부로 흘러야만 합니다. 이러한 Ck의 방전으로 인해 Rk를 통과하는 전류의 흐름은 증가하게 되고 Rk 내의 전압강하도 증가하게 되며, 그리하여 Rk의 상부가 더욱 양극성을 띄게 해줍니다. 기억하세요. 전압의 강하는 저항 내의 전류의 흐름에 기인합니다. (전류가 전도에 의해서나 캐패시터의 작용에 의해서 발생되는 것은 저항과는 관계가 없습니다.) 이로써, 캐소드의 전압은 캐패시터의 충전 주기 내내 +10볼트를 유지하게 됩니다.
여기에 한가지 짚고 넘어가야 할 점이 있습니다. Ck와 Rk는 병렬로 연결되어 있습니다. 이전의 공부에서 병렬회로의 전압은 일정하다고 배웠습니다. 그러므로 Ck의 상부 플레이트에 일정한 전압이 걸리면, Rk 상부에 다른 전압을 유지하는 것은 불가능한 것처럼 보일 것입니다. 기억하십시오, 전자공학에서는 어떤 현상도 즉시 일어나지 않습니다. 백만분의 1초나 억만분의 1초든 시간적 지연이 항상 있습니다. 지금까지 서술한 Ck와 Rk의 작용은 이러한 시간의 지연 뒤에 발생합니다. 명확히 말해서, Rk와 Ck 부품에 사용된 전압은 과장된 것입니다. Rk와 Ck의 상부 사이에 10볼트 차이가 발생하는 것과 동시에 Ck는 이 전압차를 제거할 것입니다.
이때, 캐패시터는 바이어스 저항을 통해 전류의 흐름을 조절한다고 할 수 있습니다. 이러한 역할을 바이패싱 또는 캐소드 내의 ac 입력신호의 효과를 제거하는 것이라고도 말합니다. 실제로는, ac가 캐패시터를 통과해 그라운드로 흐르는 것이라고 생각해도 좋습니다. 그러나 명심해야 할 것은, ac는 캐패시터를 통과해 흐르는 것처럼 보일 뿐입니다. 사실은 ac신호는 캐패시터를 우회해 돌아가는 것입니다.
용어집
Rk, cathode-biasing resistor; 캐소드 바이어싱 저항
Ck, cathode ac-bypass capacitor; 캐소드 ac 바이패스 커패시터
Rg, grid resistor 그리드 저항
Half cycle 반 주기
RL, ???
Quiescent: 대기 상태(conditions), 정지된, quiescent current(정지전류)
Conduction: 전도성
Electrostatic attraction 정전기 유인력
Positive 양극
Negative 음극
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캐소드 바이어스
캐소드 바이어스를 사용하는 회로에서는, 캐소드는 그리드에 대해 양극을 띄게 됩니다. 이러한 효과는 그리드가 캐소드에 대해 음극을 띄는 것과 같은 이치입니다. 이러한 방법은 바이어싱 저항이 회로에서 캐소드 다리에 위치해 있기 때문에 캐소드 바이어싱 또는 캐소드 바이어스라고 불립니다. 그림 1-22는 캐소드를 이용하는 3극 진공관의 회로입니다.
그림에 있는 회로가 3극관의 작동모습과 다른 유일한 차이는 배터리, Ecc의 제거와 그리고 회로 부품들인 Rk, 캐소드 바이어싱 저항과 Ck, 캐소드 ac 바이패스 캐패시터 그리고 그리드 저항이 더해진 것(그 목적은 나중에 설명합니다.)입니다. 진공관이 전도성을 띄게 되면, 전류는 배터리에서 Rk를 통해 캐소드로, 진공관을 통해 플레이트로 그리고 RL을 통해 배터리의 양극 단자로 흐르게 됩니다. Rk(캐소드 바이어싱 저항)로 흐르는 전류는 Rk 전체에 전압이 떨어지게 합니다. Rk의 하부는 음극이 되며 반면에 Rk의 상부는 양극이 됩니다. 이 Rk 상부의 양극 전압은 캐소드로 하여금 그리드에 대해 음극을 띄게해줍니다.
독자들은 Ck(캐소드 바이패스 캐패시터)가 이 회로에서 무슨 역할을 하는 지 궁금해 하실 것입니다. Ck는 AC 바이패스의 역할을 합니다. Ck 가 없으면 바이어스 전압은 교류 입력 신호에 따라 변화하게 됩니다. 이러한 현상은 라디오 수신기에서 발견되는 높은 주파수의 경우 특히 문제가 됩니다. Rk, 캐소드 바이어싱 저항은 캐소드에 바이어싱 전압을 주는 데 이용됩니다. 입력 신호는 Rg(그리드 저항)를 통해 전달됩니다. 회로의 부품에 관해서는 본 장의 뒷부분에서 보다 자세하게 논의될 것입니다.
캐소드 바이어싱 전압은 다음과 같은 방식으로 발생하게 됩니다. 앞에서 언급한 바와 같이, Ck, 캐소드 바이패스 커패시터를 사용하지 않는다면, 바이어스 전압은 입력신호에 따라 변화하게 됩니다. 바이어스 전압이 어떻게 교류입력신호에 따라 변화하게 되는 지 이해하기 위해서, 당분간 Ck를 무시하고 그림 1-22을 다시 참조하십시오. 대기(정지전류 시) 상태에서는 Rk 상부에서의 전압강하는 +10볼트입니다. 이제 진공관의 왼쪽 그림의 양극을 띄는 신호를 적용해 봅니다. 양극 신호가 적용되면 진공관 내의 전도성도 증가하게 됩니다. 단 한가지 문제는 Rk를 통과하는 전류 역시 증가한다는 것입니다. 이는 또한 Rk를 통과하는 전압의 강하를 증가시킬 것이며, 이때 캐소드 전압은 +10볼트 이상 될 것입니다. 또한 기억해야 할 것은 플레이트가 진공관 내의 전도성의 증가로 음극을 띄게 된다는 것입니다. 음극을 띈 플레이트와 양극을 띈 캐소드의 조합으로 튜브 내의 정전기 유인력이 감소되고, 진공관 내의 전도성을 감소시킬 것입니다. 이로인해 진공관의 게인은 작아집니다.
음극을 띄는 신호가 적용되면, 진공관 내의 전도성은 감소됩니다. Rk를 통과하는 전류는 감소하며, Rk내의 전압강하는 작아지게 됩니다. 이 결과로 캐소드는 더욱 음극성을 띄게 되며, 이는 다시 진공관 내에 전도성을 증가시키는 역할을 합니다. 음극을 띄는 신호는 플레이트 전류가 감소되면서 증폭되고 플레이트는 양극을 띄게 됩니다. (180도 전환됩니다.) 이리하여, 그림 1-22에서 보는 음극성 반 주기 상의 증가는 해당 반주기의 게인을 작게 만듭니다.
캐소드 바이어싱이 입력신호를 뒤잇게 하도록 허용함으로써 ac 입력를 통하여 회로 내의 게인을 전반적으로 작게 만드는 결과를 얻게 됩니다. 이러한 문제는 Ck를 달아줌으로써 극복될 수 있습니다. Ck의 목적은 캐소드 바이어스의 전압을 일정한 수준으로 유지하는 것입니다. 일상적으로 Ck의 작용을 “ac 신호를 그라운드로 우회시키는 것’이라고 말합니다. Ck의 역할은 그림 1-23을 이용해 설명될 것입니다.
도판 A는 대기 상태에서의 회로를 보여줍니다. 진공관 내에 어느 정도 전도성이 존재하게 되면, 캐소드와 Rk와 Ck의 상부의 전압이 +10볼트가 됩니다. 도판 B에서는 양극성을 띈 신호가 그리드에 적용됩니다. 이로써 진공관 내에 전도성이 증가되고 캐소드의 전압을 +20볼트로 올려주는 역할을 합니다. Ck 상부의 전압은 아직도 +10볼트 머물러 있는 것에 유의하십시오.(캐패시터는 전압의 변화에 반비례한다는 사실을 기억하세요.) Ck가 Rk 상부(+20볼트)의 신호를 추적할 수 있는 유일한 방법은 진공관을 통해 소스로 거슬러 충전하는 것이고 다시 소스에서 Ck의 하부 플레이트로 충전하는 것입니다. 이렇게 해서 캐소드의 전압은 +10볼트로 유지되고 반면 캐패시터는 충전되게 됩니다. 그림의 도판 C는 똑같은 신호를 보여주고 있습니다. 이러한 조건에서 Rk를 통과하는 전도성은 감소됩니다. 또한 Rk를 통과하는 전류의 흐름도 감소될 것입니다. 감소된 전류량은 또한 전압강하의 감소를 뜻합니다. Rk의 상부의 전압은 +5볼트에 근접하게 됩니다. 이제 Ck는 Rk 상부를 따라가기 위해 더욱 음극성을 띄어야 합니다. 이렇게 하기 위해서는 전류는 Ck를 출발해 Rk를 통과해서 Ck의 상부로 흘러야만 합니다. 이러한 Ck의 방전으로 인해 Rk를 통과하는 전류의 흐름은 증가하게 되고 Rk 내의 전압강하도 증가하게 되며, 그리하여 Rk의 상부가 더욱 양극성을 띄게 해줍니다. 기억하세요. 전압의 강하는 저항 내의 전류의 흐름에 기인합니다. (전류가 전도에 의해서나 캐패시터의 작용에 의해서 발생되는 것은 저항과는 관계가 없습니다.) 이로써, 캐소드의 전압은 캐패시터의 충전 주기 내내 +10볼트를 유지하게 됩니다.
여기에 한가지 짚고 넘어가야 할 점이 있습니다. Ck와 Rk는 병렬로 연결되어 있습니다. 이전의 공부에서 병렬회로의 전압은 일정하다고 배웠습니다. 그러므로 Ck의 상부 플레이트에 일정한 전압이 걸리면, Rk 상부에 다른 전압을 유지하는 것은 불가능한 것처럼 보일 것입니다. 기억하십시오, 전자공학에서는 어떤 현상도 즉시 일어나지 않습니다. 백만분의 1초나 억만분의 1초든 시간적 지연이 항상 있습니다. 지금까지 서술한 Ck와 Rk의 작용은 이러한 시간의 지연 뒤에 발생합니다. 명확히 말해서, Rk와 Ck 부품에 사용된 전압은 과장된 것입니다. Rk와 Ck의 상부 사이에 10볼트 차이가 발생하는 것과 동시에 Ck는 이 전압차를 제거할 것입니다.
이때, 캐패시터는 바이어스 저항을 통해 전류의 흐름을 조절한다고 할 수 있습니다. 이러한 역할을 바이패싱 또는 캐소드 내의 ac 입력신호의 효과를 제거하는 것이라고도 말합니다. 실제로는, ac가 캐패시터를 통과해 그라운드로 흐르는 것이라고 생각해도 좋습니다. 그러나 명심해야 할 것은, ac는 캐패시터를 통과해 흐르는 것처럼 보일 뿐입니다. 사실은 ac신호는 캐패시터를 우회해 돌아가는 것입니다.
용어집
Rk, cathode-biasing resistor; 캐소드 바이어싱 저항
Ck, cathode ac-bypass capacitor; 캐소드 ac 바이패스 커패시터
Rg, grid resistor 그리드 저항
Half cycle 반 주기
RL, ???
Quiescent: 대기 상태(conditions), 정지된, quiescent current(정지전류)
Conduction: 전도성
Electrostatic attraction 정전기 유인력
Positive 양극
Negative 음극
