공통 베이스 및 콜렉터 트랜지스터 증폭기

문서 내 토픽

1. 공통 베이스 증폭기

공통 베이스 증폭기는 입력신호를 이미터 단자에 인가하고 컬렉터로 출력을 얻는 회로이다. 입력과 출력 간의 위상반전이 없으며, 입력 임피던스는 낮고 출력 임피던스는 높다. 교류 전압 이득은 RE>>re일 때 1에 가까우며, 이미터와 컬렉터 간의 전압이득은 Ic·Rc/(Ie·(re'+RE))로 계산된다. 공통베이스 회로에서 출력의 전압 부호가 바뀌며 입력 전류의 방향도 반대이므로 위상차이가 없다.
2. 공통 콜렉터 증폭기

공통 콜렉터 증폭기는 두 가지 형태로 나뉜다. 콜렉터에 저항이 있는 경우 전압이득은 Rc/(re'+RE)이고, 입력 임피던스는 re, 출력 임피던스는 Rc이다. 콜렉터에 저항이 없는 경우 RE>>re'일 때 전압이득은 RE/(RE+re')이고, 입력 임피던스는 R1||R2||β(Re+re'), 출력 임피던스는 re'이다.
3. 트랜지스터 임피던스 특성

트랜지스터의 입출력 임피던스는 회로 구성에 따라 달라진다. 공통 베이스 증폭기에서 입력 임피던스는 매우 낮고 출력 임피던스는 높다. 공통 콜렉터 증폭기에서는 입력 임피던스가 높고 출력 임피던스가 낮다. 이러한 특성은 회로 설계 시 임피던스 매칭을 고려하여 선택된다.
4. 트랜지스터 증폭기 성능 측정

실험을 통해 공통 베이스와 공통 콜렉터 증폭기의 전압증폭, 입출력 임피던스를 측정한다. 2N3904 트랜지스터를 사용한 시뮬레이션 결과, 공통 베이스 회로의 전압이득은 약 0.99, 입력 임피던스는 207Ω, 출력 임피던스는 2.41Ω이며, 직류 바이어스 조건에서 전압이득은 105.14, 입력 임피던스는 4.705kΩ, 출력 임피던스는 7.69Ω이다.

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1. 공통 베이스 증폭기

공통 베이스 증폭기는 입력 임피던스가 낮고 출력 임피던스가 높은 특성을 가지고 있어 특정 응용에서 유용합니다. 이 구성은 고주파 응용에서 우수한 성능을 제공하며, 입력과 출력 사이의 위상 반전이 없다는 장점이 있습니다. 다만 전압 이득이 공통 에미터 구성보다 낮고, 입력 신호 처리가 복잡할 수 있다는 단점이 있습니다. 실제 회로 설계에서는 임피던스 매칭이 중요하며, 고주파 증폭이나 RF 응용 분야에서 효과적으로 활용될 수 있습니다.
2. 공통 콜렉터 증폭기

공통 콜렉터 증폭기는 임피던스 변환 특성이 우수하여 버퍼 증폭기로 널리 사용됩니다. 높은 입력 임피던스와 낮은 출력 임피던스를 제공하므로 신호 소스와 부하 사이의 임피던스 매칭에 효과적입니다. 전압 이득이 1에 가까워 신호 왜곡이 적고, 출력이 입력을 따라가는 특성으로 인해 안정적입니다. 다만 전압 증폭이 필요한 경우에는 부적합하며, 주로 신호 버퍼링과 임피던스 변환 목적으로 활용됩니다.
3. 트랜지스터 임피던스 특성

트랜지스터의 임피던스 특성은 회로 설계의 핵심 요소로, 입력 임피던스, 출력 임피던스, 그리고 역방향 전송 임피던스를 포함합니다. 이러한 특성은 바이어스 조건, 신호 주파수, 그리고 트랜지스터의 물리적 특성에 따라 변합니다. 정확한 임피던스 분석은 회로의 이득, 대역폭, 그리고 안정성을 결정합니다. 고주파에서는 기생 용량과 인덕턴스의 영향이 중요하며, 이를 고려한 설계가 필수적입니다.
4. 트랜지스터 증폭기 성능 측정

트랜지스터 증폭기의 성능 측정은 전압 이득, 입출력 임피던스, 대역폭, 잡음 지수, 그리고 비선형 왜곡 등 다양한 파라미터를 포함합니다. 정확한 측정을 위해서는 적절한 측정 장비와 방법론이 필요하며, 주파수 특성, 온도 변화, 그리고 부하 조건의 영향을 고려해야 합니다. 실제 응용에서의 성능 예측을 위해 S-파라미터 측정과 같은 고급 기법도 활용됩니다. 체계적인 성능 측정은 설계 검증과 최적화에 필수적입니다.

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