공통 수집기 증폭기 회로 및 그 응용

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증폭기는 전압 또는 전류 신호를 증폭하는 데 사용되는 전자 회로입니다. 트랜지스터의 입력은 전압 또는 전류이며 출력은 해당 입력 신호의 증폭 된 형태가됩니다. 증폭기 회로는 일반적으로 하나 이상의 트랜지스터로 설계되어 트랜지스터 증폭기라고합니다. 트랜지스터 (BJT, FET) 증폭기 시스템의 주요 구성 요소입니다. 이 기사에서는 공통 컬렉터 증폭기 회로에 대해 설명합니다.

트랜지스터 증폭기는 오디오 증폭기, 무선 주파수, 오디오 튜너, 광섬유 통신




공통 수집기 / 이미 터 팔로워 트랜지스터 증폭기 기본 사항

이전 기사에서 논의했듯이 세 가지 트랜지스터 구성 신호 증폭에 일반적으로 사용되는 공통베이스 (CB), 공통 콜렉터 (CC) 및 공통 이미 터 (CE).

좋은 트랜지스터 증폭기는 기본적으로 높은 이득, 높은 입력 임피던스, 높은 대역폭, 높은 슬 루율, 높은 선형성, 높은 효율, 높은 안정성 등의 매개 변수를 가지고 있습니다.



Common Collector 트랜지스터 구성에서는 입력 및 출력 신호 모두에 대해 공통으로 콜렉터 단자를 사용합니다. 이 구성은 이미 터 전압이 기본 전압을 따르기 때문에 이미 터 팔로워 구성이라고도합니다. 이미 터 팔로워 구성은 주로 전압 버퍼로 사용됩니다. 이러한 구성은 입력 임피던스가 높기 때문에 임피던스 매칭 애플리케이션에서 널리 사용됩니다.

일반적인 콜렉터 증폭기에는 다음과 같은 회로 구성이 있습니다.


  • 입력 신호는 기본 단자에서 트랜지스터로 들어갑니다.
  • 입력 신호는 이미 터 단자에서 트랜지스터를 빠져 나갑니다.
  • 컬렉터는 정전압, 즉 접지에 연결되며 때로는 중간에 저항이 있습니다.

간단한 공통 컬렉터 증폭기 회로가 아래 그림에 나와 있습니다. 콜렉터 저항 Rc는 많은 애플리케이션에서 불필요합니다. 하기 위해 트랜지스터를 증폭기로 사용 , 구성의 활성 영역에 있어야합니다.

공통 수집기 증폭기 또는 이미 터 팔로워 회로

공통 수집기 증폭기 또는 이미 터 팔로워 회로

이를 위해 트랜지스터 외부의 회로를 사용하여 대기 점을 설정해야하며, 저항 Rc 및 Rb의 값과 DC 전압 소스 인 Vcc 및 Vbb가 그에 따라 선택되었습니다.

회로 대기 상태가 계산되고 BJT가 순방향 활성 작동 영역에있는 것으로 확인되면 h- 파라미터가 아래에서 계산되어 트랜지스터의 소 신호 모델을 형성합니다.

공통 콜렉터 트랜지스터 증폭기 특성

이미 터 회로와 직렬로 배치되는 공통 콜렉터 증폭기의 부하 저항은 기본 전류와 콜렉터 전류를 모두 수신합니다.

트랜지스터의 에미 터가베이스와 콜렉터 전류의 합이기 때문에베이스와 콜렉터 전류가 항상 합쳐져 에미 터 전류를 형성하기 때문에이 증폭기가 매우 큰 전류 이득을 가질 것이라고 가정하는 것이 합리적입니다.

공통 컬렉터 증폭기는 다른 트랜지스터 증폭기 구성보다 큰 전류 이득이 상당히 큽니다. CC 앰프의 특성은 아래와 같습니다.

매개 변수 형질
전압 이득제로
현재 이득높은
전력 이득매질
입력 또는 출력 위상 관계영도
입력 저항높은
출력 저항낮은

이제 소 신호 회로 성능을 계산할 수 있습니다. 전체 회로 성능은 대기 및 소 신호 성능의 합계입니다. AC 모델 회로는 다음과 같습니다.

공통 수집기 증폭기의 AC 모델링

공통 수집기 증폭기의 AC 모델링

현재 이득

전류 이득은 입력 전류에 대한 부하 전류의 비율로 정의됩니다.

Ai = il / ib = -ie / ib

h- 파라미터 회로에서 이미 터 및베이스 전류가 상수 hfe + 1에 의해 종속 전류 소스를 통해 관련되어 있음을 확인할 수 있습니다. 전류 이득은 BJT 특성에만 의존하고 다른 회로 요소 값과는 독립적입니다. 그 가치는 다음과 같이 주어진다.

Ai = hfe + 1

입력 저항

입력 저항은 다음과 같습니다.

이 결과는 이미 터 저항이있는 일반 이미 터 증폭기의 결과와 동일합니다. 일반적인 콜렉터 증폭기에 대한 입력 저항은 부하 저항 Re의 일반적인 값에 비해 큽니다.

전압 이득

전압 이득은 입력 전압에 대한 출력 전압의 비율입니다. 입력 전압이 다시 트랜지스터에 대한 입력 전압으로 취해지면 Vb.

Av = Vo / Vb

Av = (vo / il) (il / ib) (ib / vb)

각 용어를 동등한 표현으로 바꾸기

Av = (Re) (Ai) (1 / Ri)

위의 방정식은 1보다 다소 작습니다. 전압 이득의 근사 방정식은 다음과 같습니다.

전체 전압 이득은 다음과 같이 정의 할 수 있습니다.

Avs = Vo / Vs

이 비율은 전압 이득 Av와 소스 저항 Rs와 증폭기 입력 저항 Ri 사이의 전압 분할에서 직접 파생 될 수 있습니다.

적절한 방정식을 대체 한 후 전체 전압 이득은 다음과 같습니다.

Avs = 1- (hie + Rb) / (Ri + Rb)

출력 저항

출력 저항은 증폭기를 다시 들여다 보는 증폭기의 출력에서 ​​Thevenin 저항으로 정의됩니다. 회로는 출력 저항을 계산하는 AC 등가 회로 아래에 나와 있습니다.

공통 콜렉터 증폭기 출력 저항 AC 등가 회로

공통 콜렉터 증폭기 출력 저항 AC 등가 회로

전압 v가 출력 단자에 적용되면베이스 전류는

ib = -v / (Rb + hie)

BJT로 흐르는 총 전류는 다음과 같습니다.

나는 = -ib-hfe.ib

출력 저항은 다음과 같이 계산됩니다.

Ro = v / i = (Rb + hie) / (hfe + 1)

공통 콜렉터 트랜지스터 증폭기의 출력 저항은 일반적으로 작습니다.

응용

  • 이 증폭기는 임피던스 매칭 회로로 사용됩니다.
  • 스위칭 회로로 사용됩니다.
  • 거의 유니티 전압 이득과 결합 된 높은 전류 이득은이 회로를 훌륭한 전압 버퍼로 만듭니다.
  • 회로 절연에도 사용됩니다.

이 기사에서는 공통 이미 터 증폭기 회로의 작동과 그 응용에 대해 설명합니다. 위의 정보를 읽고이 개념에 대한 아이디어를 얻었습니다.

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