능동 부하

능동 부하() 또는 동적 부하()는 전류가 안정적인 비선형 저항기 역할을 하는 전자 부품 또는 전자 회로이다.

 회로 설계 
회로 설계에서 능동 부하는 트랜지스터와 같은 능동 소자로 구성된 회로 부품으로, 높은 소신호 임피던스를 제공하면서도 큰 저항기를 사용할 때 발생할 수 있는 큰 직류 전압 강하가 필요하지 않도록 설계되었다. 이러한 큰 교류 부하 임피던스는 예를 들어 일부 유형의 앰프의 교류 이득을 증가시키는 데 유용할 수 있다. 가장 일반적으로 능동 부하는 전류 미러의 출력 부분이다 그리고 이상적인 방식으로 전류원으로 표현된다. 일반적으로 이는 전체 전류원의 일부인 정전류 저항기이며, 정전압원(아래 그림의 전원 VCC)도 포함한다.

 공통 베이스 예시 
섬네일|left|160px|그림 1: 저항 부하를 가진 기본 NPN 공통 베이스 회로(바이어스 세부 사항은 무시됨). 신호는 Vin에 인가되고, 노드 Vout에서 취해진 출력은 전압 또는 전류일 수 있다.


그림 1에서 부하는 저항기이며, 저항기를 통과하는 전류는 옴의 법칙에 의해 다음과 같이 결정된다.
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이 관계의 결과로, 저항기의 전압 강하는 Q-점에서의 전류와 연결된다. 특정 성능상의 이유로 바이어스 전류가 고정되면, 부하 저항이 증가할 때마다 Vout의 전압이 자동으로 낮아진다. 이는 결국 컬렉터와 베이스 사이의 전압 강하 VCB를 낮추어 앰프 출력의 신호 스윙을 제한한다(출력 스윙이 VCB보다 크면, 트랜지스터는 신호 주기 중 일부 동안 능동 모드에서 벗어난다).

대조적으로, 그림 2의 능동 부하를 사용하면, 이상적인 전류원의 교류 임피던스는 VCC − Vout의 전압 강하와 무관하게 무한대이므로, 큰 VCB 값과 그에 따른 큰 출력 신호 스윙이 가능하다.

 차동 증폭기 
능동 부하는 연산 증폭기 차동 입력단에서 이득을 엄청나게 증가시키기 위해 자주 사용된다.

 실제적인 한계 
실제로는 이상적인 전류원이 전류 미러로 대체되는데, 이는 두 가지 면에서 덜 이상적이다. 첫째, 교류 저항이 크지만 무한대는 아니다. 둘째, 미러는 작동을 유지하기 위해 작은 전압 강하를 필요로 한다(미러의 출력 트랜지스터를 능동 모드로 유지하기 위해). 결과적으로 전류 미러는 허용 가능한 출력 전압 스윙을 제한하지만, 이 제한은 저항기보다 훨씬 적으며, 바이어스 전류 선택에도 의존하지 않아 저항기보다 회로 설계에 더 많은 유연성을 제공한다.

 전자 테스트 장비 
전자 테스트 장비 분야에서 능동 부하는 전원 공급 장치 및 기타 전원 공급원의 자동 테스트에 사용되어, 무부하에서 최대 부하까지 다양한 부하 조건에서 출력 전압과 전류가 사양 내에 있는지 확인한다.

부하 테스트의 한 접근 방식은 여러 값의 저항기 세트를 사용하고 수동으로 개입하는 것이다. 이와 대조적으로 능동 부하는 소스에 전자 제어, 즉 다회전 분압기와 같은 아날로그 조정 장치 또는 자동화된 테스트 설정에서는 디지털 컴퓨터에 의해 변화되는 저항 값을 제공한다. 부하 저항은 종종 전원 공급 장치의 지나가는 반응을 테스트하기 위해 빠르게 변경될 수 있다.

저항기와 마찬가지로 능동 부하는 전원 공급 장치의 전기 에너지를 열로 변환한다. 따라서 능동 부하의 열 방출 장치(일반적으로 트랜지스터)는 결과적으로 발생하는 온도 상승을 견딜 수 있도록 설계되어야 하며, 일반적으로 방열판을 사용하여 냉각된다.

편의를 위해 능동 부하는 종종 입력에 전달되는 전류와 전압을 측정하는 회로를 포함하며, 이러한 측정값을 숫자 표시 장치에 표시할 수 있다.

 각주 

분류:전자 부품
분류:전자 테스트 장비