[기초전자회로] 공통 이미터 트랜지스터 증폭기

 

공통 이미터 트랜지스터 증폭기

 

이미터가 신호 접지에 있으므로 증폭기의 입력 포트는 베이스와 이미터 사이, 출력 포트는 컬렉터와 이미터 사이이다. 따라서 접지 전위에 있는 이미터가 입력과 출력 사이의 공통 단자이며 이에 회로를 공통 이미터 증폭기라고 부른다. 공통 이미터 증폭기는 다른 증폭기에 비해 중간 정도의 입력 저항과 큰 출력 저항, 큰 전압과 전류를 가진다. 그리고 원하는 회로 전압과 전류를 얻기 위하여 전압 분배 바이어스를 사용한다. 하지만 밀러 효과 때문에 고주파적 특성은 양호하지 않다.

여기서 밀러 효과란 진공관 증폭기에서 입력되는 그리드와 출력되는 플레이트 사이의 전극간 전기용량이 ‘증폭도＋1’배가 되어 등가적으로 입력 전기용량에 가해지는 효과를 말하는 것이다.

위의 그림을 보면 공통 이미터 증폭기의 회로도를 나타내었는데 입력 측은 베이스, 출력 측은 컬렉터가 신호를 담당한다. 따라서 입력단은 B-E, 출력단은 C-E이다.
또한 입력 임피던스(Zi=rp)란 신호원의 저항을 제외하고 입력단에 연결된 총 저항을 의미하며 출력 임피던스(Zo=RC)란 부하저항을 제외하고 출력단에 연결된 총 저항을 의미한다. BJT 증폭기는 입력 임피던스는 작을수록, 출력 임피던스는 클수록 좋다.

그림에서 보면 공통 이미터 증폭기의 입출력 파형을 나타내었는데 신호 출력 전압이 입력전압과 서로 위상이 반대가 된 것을 볼 수 있다.
트랜지스터 증폭기 회의로 해석은 직류해석과 교류해석으로 나눌 수 있다.
AC 등가회로는 베이스-이미터의 내부 저항을 나타내고 있는데 이 내부 저항을 r’e라 부르며 증폭기의 이득과 입력 임피던스에 있어서 중요한 역할을 하게된다. 일반적으로 r’e는 AC 등가회로에 포함시켜 나타낸다

 

전압 이득	입력 저항	출력 저항
AV = VO/VS = -Vπgm(rollRC)/VS = -gmrπ(rollRC)/RS+rπ	Ri = Vi / Ii = Vb / Ib = rπ	VS=0, 테스트 전압원 VX 인가하면 Vπ=0 RO = rollRC=RC

 

전압 이득의 정의는 출력 신호 전압 레벨과 입력 신호 전압 레벨의 차를 의미하며 데시벨(dB)로 표시한다. CE 증폭기의 전압 이득 Av는 입력 신호전압에 대한 출력 신호전압의 비이다. 베이스-이미터 접합이 순방향으로 바어이스 되기 때문에 이미터에서의 신호 전압은 베이스에서의 신호 전압과 같다.