증폭기로서 트랜지스터

BJT에서 핵심 공식

• $𝐼_𝐶$= 𝛽$𝐼_𝐵$

베이스 전류 (IB)를 아주 조금 변화시키면
컬렉터 전류 (IC)가 β 배로 크게 변화함
→ 이 현상을 이용해 전압 증폭·전류 증폭을 만든다.

증폭기가 동작하기 위한 조건 — 바이어싱(Bias)

• 증폭기는 ON/OFF 스위치처럼 동작하면 안 되고,
  트랜지스터가 활성 영역(active region) 에 있어야 함.

• 베이스–에미터 전압 VBE ≈ 0.7V (실리콘 BJT 기준)
  컬렉터–에미터에는 충분한 전압 (VCE) 확보, 파형 선형적으로 증폭됨.

트랜지스터 공통 에미터 (CE) 증폭기

1. 입력 : 베이스
   베이스 전류가 변동을 하면,컬렉터 전류가 크게 변동(증폭)을 함
   공통 이미터 전류 이득에 따라 비례적으로 변함

2. 출력 : 컬렉터
   출력 컬렉터 전압은 입력 베이스 전압과 항상 위상 반전 됨
   컬렉터 전류는 베이스 전류와 전류 동상

3. 입출력 공통 (교류 접지) : 이미터
   교류 신호에 대해, 이미터가 입출력 공통 단자 역할을 함

• 전압 분배 바이어스
  R1, R2 : 입력 베이스 쪽에 바이어스 구성에 쓰임

• 용량성 결합 관련 커패시터
  C1, C2 : 입력,출력에 쓰이는 결합 커패시터 (직류 개방, 교류 단락)
  C3 : 이미터,접지 사이에 쓰이는 바이패스 커패시터 (직류 개방, 교류 단락 접지)
  이로인해, 교류 전압이득이 커짐. 따라서, C3 커패시턴스 충분히 커야 함

• 높은 전압 이득 및 전류 이득을 보임
  입력 저항이 비교적 작음
  전압 이득 : Av = -gmRC 또는 -gmRL

트랜지스터 공통 컬렉터 (CC) 증폭기

입력은 베이스를 통하고, 출력은 이미터 단자에서 얻고,
컬렉터를 입출력 단자에 공통(교류 접지)으로 함

베이스 입력 전압의 변화가 곧바로 이미터 출력 전압에 그대로 전달되므로,
이미터 폴로워(Emitter-follower) 라고 불리움

1. 입출력 파형이 일치, 입력이 증가/감소하면, 출력도 증가/감소
   (즉, 입력 및 출력 전압 변화가 같은 방향을 따름)

2. 위상 반전이 없음

3. 비교적 높은 입력 임피던스, 작은 출력 임피던스를 갖음
   증폭기 출력과 많은 전류를 필요로하는 부하(소 저항) 간에, 구동기로 사용하면 유용

4. 입력 저항이 매우 큼 (수십~수백 킬로 Ω)
   출력 저항이 매우 작음 (수~수십 Ω)

5. 전압 이득이 낮음 ( A ≒ 1 )
   양수(+), 1 보다는 작음 (0 < A ≤ 1)

6. 전류 이득이 비교적 큼 : A = (β+1) > 1
   전력 이득이 비교적 큼 : A' = AA = β+1 > 1

트랜지스터 공통 베이스 (CB) 증폭기

• 이미터 : 입력
  컬렉터 : 출력
  베이스 : 공통(접지)

• 입력,출력 단자 변수
  입력 단자 변수 : 이미터 전류 iE, 이미터 베이스 전압 vEB
  출력 단자 변수 : 컬렉터 전류 iC, 베이스 컬렉터 전압 vCB

• 용도 : 전류 버퍼나 전압 증폭용으로 주로 이용
  낮은 입력 저항, 비교적 큰 전류 이득

REF
http://www.ktword.co.kr/test/view/view.php?no=4492
https://electronicsreference.com/amplifiers/common_emitter_amplifier/