BJT 증폭기 1(해석 전에 알아야할것, CE증폭기)

TimeSave 2020. 12. 7. 02:12

1. 증폭기의 동작

- 비선형증폭기 : 신호의 왜곡이 발생
- 선형증폭기 : 입력의 왜곡없이, 크기만 확장하는 것.
; DC전원(DC해석) + AC신호(소신호 해석)

-> 지금부터 우리는 선형증폭기를 다루게 된다.

2. 바이어스 회로
; TR의 동작점(Q-점)을 찾기 위한것.
-> 이를 통해 파라미터(gm,rπ,re,ro)가 결정됨.
-> 파라미터가 결정되야, 소신호 등가회로를 그리니까!

3. 파라미터 표기법(notation)
1. 소문자 변수 + 대문자 아랫첨자 : 전체 순시값(DC+AC)
2. 대문자 변수 + 대분자 아랫첨자 : DC값
3. 소문자 변수 + 소문자 아랫첨자 : 순시값(AC)

-> 회로해석하고, 문제 잘풀고싶으면 정확히 알아둬야 한다.
이거 헷갈려서 AC인지 DC인지 구분도 못할 수가 있으니까.

4. 입출력 임피던스
; 앞, 뒤에 다른 회로가 연결되었을 때, 고려해야하는 변수.

4.1 구하는법
: test 전압원을 달아서 측정한다
즉, test용 전압원을 달아서, 그때의 전류를 측정, R = V/I로 R을 계산
-> vx, ix로 식을 만들면, 무조건 vx/ix의 꼴로 각 항이 정리가 된다.

5. 소신호 동작
위의 parameter notation을 봤으면 알것이다.

소문자 + 대문자 아랫첨자 = AC + DC이다. 이것으로 base전류 등을 표현한다.

1. DC해석으로 동작점을 찾고
2. 동작점에서 입력이 파동을 칠 때(AC), 출력이 어떻게 바뀌는가.

6. CE증폭기 : base입력, emitter 공통, collector 출력인 증폭기.

[오른쪽 그래프]
; 입력전류(IB) 증가 -> 출력전류(IC) 증가 -> 출력전압 (VCE) 감소
; 입력전류(IB) 감소 -> 출력전류(IC) 감소 -> 출력전압(VCE) 증가

6.1 CE회로 해석 (앞에서 많이 한거)
6.1.1. DC해석 ; KVL
직류니까, 교류, 즉, Vs=0이다.
B-E, C-E 루프에 KVL 적용한다.

6.1.2. Vs != 0 일 때, 고려하기.
11. E-B루프.

소문자 + 대문자아래첨자(=AC+DC)인 것을 주의하자. 즉, 이 식은 AC+DC식이다.

맨 마지막 식에서, 좌변 = 0 이므로(직류 KVL돌린것이되니까).

교류만으로 KVL을 돌려도, KVL이 성립하는 것을 볼 수 있다.

22. C-E루프.

33. AC 등가회로.
; 원래 회로에서 DC전원을 뺀것이다.(short처리)
단순하게 생각해도, 중첩의 원리로 당연하게 성립한다.
퓨리에 급수만 생각해도, DC와 AC는 분리가능하다. linear하다는 뜻이다.

교류만으로 본 등가회로

7. 기본 CE증폭기.

7.1
증폭기는 항상 active mode(순방향 활성영역)에서 동작하여야 한다.
-> 증폭기로 쓸라면 무조건, active로 bias 걸어야된다.

7.2.
R1, R2 : 동작점을 결정해준다, active에서 동작하도록 설정하자.
(부하선 배운것이 힌트가 될듯)

7.3  C : 결합커패시터(coupling capacitor)
-> 동작주파수 범위에서 임피던스가 매우 작아지도록 큰 값의 커패시터를 사용.
  -> DCblock(open)기능
  -> AC short 기능.
  -> 결합&bypass C는 증폭기의 low frequency 특성에 영향을 준다.

7.4 CE증폭기 소신호 등가회로 및 해석.

parameter들은, DC해석에서 이미 구했다.
Ex)gm,rπ , r0 등

따라서, 회로이론에서 회로 분석하듯이.
신호(AC)특성인
Vbe전압 vπ, 출력전압 Vo,
입력저항 Ri, 출력저항 Ro,
전압이득 Av 등을 구하면 된다.

v0부호가 (-)인 이유.
->앞의 부하선, 영역곡선에서 봤듯이, IB,IC가 증가하면, VCE는 감소한다.
그래서 (-)

출처 : KOCW. 전자회로. 영남대학교. 김성원
http://contents.kocw.or.kr/contents4/html/2013/Yeungnam/KimSungwon/7-1/default.htm