[트랜지스터 증폭기 회로] 트랜지스터의 소신호 증폭기 - 공통 컬렉터(collector) 증폭기

 

 

 

공통 컬렉터(common-collector; CC) 증폭기

 

 

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공통 컬렉터 증폭기에서는 베이스 단자로 입력신호가 들어가고 에미터(이미터) 단자로 출력신호가 나온다.

컬렉터 단자는 공통으로 사용된다. 이 증폭기의 전압 증폭률은 1에 가깝다. 베이스 전압의 변화가 에미터(이미터) 전압에 바로 전달되어, 에미터 따라가기 회로(emitter follower)라고도 부른다.

 

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공통 컬렉터 증폭기 회로

 

공통 컬렉터 증폭회로이다.

 

 

 

 

 

위 증폭회로에서 직류전원을 없애고 축전기를 제거한 후 트랜지스터를 소신호 모델로 대체한 그림이다. (회로에서 빨간색으로 둘러싸인 부분)

 

공통 컬렉터 증폭기에서 입력신호가 베이스 단자로 들어가는 것은 공통 이미터 증폭기와 동일하지만,

출력이 이미터 단자로 나오는 것은 공통 이미터 증폭기의 경우와 다르다.

 

 

여기서 입력 부분에 Kirchoff 법칙을 적용하면 아래와 같다.

 

 

 

 

그리고 β ≫ 1 인 경우에 아래와 같이 근사할 수 있다.

 

 

이에 따라 Z_b = v_i / i_b ≒ β(r_e + R_E) 라고 구할 수 있다.

 

또한 r_e가 R_E에 비해 아주 작으면 입력 임피던스는 Z_i ≒ (R_B || β*R_E) 와 같이 주어진다.

 

이미터 전류 i_e = (β+1)i_b 이고, i_b = v_i / Z_b 이므로 입력 부분의 Kirchoff 적용한 식에 이 두 식을 이용하면 이미터 전류를 구할 수 있다.

 

 

 

 

출력 신호 v_o는 v_o = i_e*R_E 이므로 전압 증폭률 A_v는 아래와 같이 표현하여 1에 근사함을 확인할 수 있다.

(위에서 r_e ≪ R_E 임을 가정하였다.)

 

 

 

 

이와 같이 공통 컬렉터 증폭기는 전압 증폭률이 1로써 베이스에 입력신호를 출력으로 그대로 전달해 준다. 

따라서 이를 이미터 따라가기 회로라고도 부른다.

 

 

이미터 전류

 

 

위에서 이미터 전류 i_e 에 대한 식을 회로로 표현하면 위와 같이 표현할 수 있다. 출력 임피던스는 입력 신호를 0으로 줄 경우이므로 r_e ≪ R_E 일 때, 출력임피던스 Z_o = (R_E || r_e) ≒ r_e 로 주어진다.

 

여기서 입력 임피던스란 신호원의 저항을 제외하고 연결된 총 저항을 말하고,

출력 임피던스란 부하저항을 제외하고 출력단에 연결된 총 저항을 말하는 것이다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 '과학도를 위한 반도체와 전자회로의 기초' 책을 공부하여 작성 하였습니다.