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BJT BJT 증폭기증폭기


BJT BJT 증폭기증폭기

BJT 증폭기(amplifier)는 BJT를 이용하여 입력되는 전압이나 전류를 크게 만들어서

출력으로 내보내는 회로

• 공통 이미터 증폭기

• 공통 베이스 증폭기

• 공통 컬렉터 증폭기

Keywords: 전압이득(voltage gain), 입력 임피던스, 출력 임피던스, 전력소모, 잡음


증폭기의증폭기의 동작동작

아날로그 신호와 선형 증폭기

• 아날로그 신호의 크기는 시간에 대해 연속적인 변동량으로 표현

• 선형 증폭기는 입력신호를 크게(증폭)하여 출력신호를 발생

• 심전도 시스템의 예

신호원의 활성전위는 센서로부터 얻어지는 매우 작은 신호레벨의 시변 전류

또는 전압신호인데, 이것으로부터 판독 가능한 출력신호를 만들어 내기 위해

요구되는 전력은 심전도 센서에서 감지된 신호의 전력보다는 훨씬 더 커야

함. 증폭기가 필요한 이유



선형 증폭기

• 증폭기 회로의 해석은 DC(직류) 전원에 따른 DC 해석과 시변 신호원에따른 AC(교류) 해석으로 구분

• 증폭기 회로의 전체 응답은 DC 회로 응답과 AC 회로 응답의 총합

바이어스 회로

• 트랜지스터 바이어스: 직류전압을 인가하여 트랜지스터의 동작점(Q-점)을설정하는 것 BJTBJT가가 순방향순방향 활성모드에서활성모드에서 동작하도록동작하도록..

• 증폭기로 동작하려면 B-E접합은 순방향 바이어스

B-C접합은 역방향 바이어스

• BJT의 소신호 파라미터가( ) 증폭기의 동작특성에 영향을 미침



증폭기 해석과 파라미터 표기법



입력 및 출력 임피던스 개념

• 전압 증폭기 앞,뒤에 다른 회로를 연결을 고려

• 이상적인 입력 임피던스는 무한대

• 이상적인 출력 임피던스는 0

• 입출력 임피던스는 를 측정하여 로 구함

• 임력 임피던스를 측정할 때, 출력단은 개방되어 있음에 유의.

• 출력 임피던스를 측정할 때, 입력 전압원은 단락, 입력 전류원은 개방.


소신호소신호 동작동작

각 동작점에서의 전류, 전압

• 베이스 전류 iB는 DC 바이어스 성분과 AC 베이스 전류의 합으로 표현되며, 여기서 아래첨자 Q는 동작점에서의 전류, 전압을 나타냄


소신호소신호 동작동작

VBB-IBQRB-VBEQ=0


공통공통 이미터이미터(CE) (CE) 증폭기증폭기

입력신호가 베이스 단자에 인가되고 컬렉터에서 출력신호가 나오도록 구성된다. 이회로는 이미터 단자가 접지되어 입력과 출력에 공통단자 역할을 하므로 공통

이미터(common emitter) 증폭기라고 부른다.



하이브리드-π 모델 사용



VA는 무한대로 가정 ro=∞



소신호 등가회로의 동작점

• 소신호 등가회로에서 소신호 전압이득 분석

• 출력전압 :

• 입구 쪽 루프에 KVL적용 :

• 출력전압 :



소신호 등가회로의 동작점

• 의 는 바이어스 저항을 포함하는 입력저항임

• 소신호 전압이득

이고 이며, 라고 가정하여

간소화

온도나 트랜지스터 특성 편차 등이 미치는 영향 축소, 입력저항 증가

이미터 저항이 분모에 있기 때문에, 전압이득 감소시킴



이미터 저항의 일부만 바이패스 시키는 회로

• Q점 안정성과 소신호 전압이득을 동시에 개선



이미터 저항의 일부만 바이패스 시키는 회로

• DC 해석에는 이미터 저항 RE1, RE2 모두 포함

• AC 해석에는 이미터 저항 RE1만 포함


공통공통 컬렉터컬렉터(CC) (CC) 증폭기증폭기

공통 컬렉터 증폭기 회로

• 입력은 커패시터를 통해 베이스에 연결• 출력은 이미터에서 커패시터를 통해 부하로 연결• 컬렉터에 전원 과 연결, 소신호적으로 접지

전체 회로도와 소신호 등가회로


공통공통 컬렉터컬렉터(CC) (CC) 증폭기증폭기


공통공통 베이스베이스(CB) (CB) 증폭기증폭기


BJT BJT 증폭기의증폭기의 특성특성 비교비교

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