11장 공통이미터회로에서의 전류이득

본문내용

던스는 0이다. 신호전압이 0이면 컬렉터에 신호전압이 나타나지 않는다. 컬렉터는 이제 입력과 출력신호에 대하여 공통 기준전위로써 작용한다. 컬렉터가 입력과 출력 양쪽에 대하여 공통이기 때문에 이 회로는 공통 컬렉터 또는 컬렉터접지라고 불리운다.
2.이미터 공통회로에서 VCE - IC 출력특성
먼저 그림 [이미터 접지 회로]의 를 조절해 =0[A]에 놓고 다시 를 조절해 를 0[V]에서부터 점차 증가시켜 가며 를 측정 한다. 다음 를 조절해 =일정[A]에 놓고 위의 과정을 되풀이해서 를 측정한다.
이와 같이 를 관계적으로 증가시켜 가며 특성 곡선을 그리면 그림[ VCE - IC-특성 곡선]과 같다.
a. 이미터 접지 콜렉터 차단 전류 : 그림[이미터 접지 회로]의 입력측을 개방시키면 TR의 콜렉터 와 이미터 사이에 전원 에 의해서 이미터로 소량의 전류가 흐른다.
즉, =0, =일정일 때 콜렉터와 이미터 사이에 흐르는 전류를 이미터 접지 콜렉터 차단 전류라 하고 로 나타낸다. 그리고 와 간에는 다음과 같은 관계가 만족된다.
b. Early 효과
그림 [Early 효과]에서 B-E사이는 순방향 전류이므로 N형의 자유전자는 P형 쪽으로 넘어가 소수 캐리어가 되며, 넘어간 자유 전자 중 일부(약 0.5~5[%] 정도)만 재결합해서 베이스 전류 가 된다. 나머지 자유 전자는 콜렉터와 베이스 사이의 역방향 전압에 의해서 콜렉터 측으로 넘어가 콜렉터 전류가 된다.
이때 를 증가시켜 를 크게 하면, C-B사이의 공핍층이 넓어지고 자유 전자가 베이스 영역에서 재결합되는 비율이 작아진다. 즉, 가 증가된다.
따라서 가 증가되면 소량의 가 증가되는데 이를 Early효과라 한다. 이 관계가 그림 [ 특성 곡선]에 나타나 있다.
c. 포화 영역(saturation region) : E-B사이가 순바이어스되어 있는 상태에서 N형의 자유 전자가 베이스 영역으로 넘어간다.
이때 C-B 사이의 전압이 역바이어스되어 있지 않아 (순바이어스) 베이스로 넘어온 자유 전자를 콜렉터쪽으로 끌어들이지 못하는 영역이다.
!! 한 걸음 더 !!
가 점차 커지면 Early효과에 의해 가 점차 커져 1에 가까운 값을 가지게 된다.
d. 차단 영역(cutoff region) : =0[A]일때 가 에 의해 0[A]가 되지 못하는 영역으로 C-B, E-B 사이가 역바이어스이다.
3. IB - IC 특성 곡선(전달 특성)
그림 [이미터 접지 회로]의 회로에서 =일정으로 하고 를 조절해 를 변화시켜 가며 를 측정하면 아래와 같은 특성 곡선이 얻어진다.
a. 이미터 접지의 전류 증폭률 : 출력 전류의 변화분()을 입력 전류의 변화분()으로 나눈 값을 이미터 접지의 전류 증폭률이라 하며 혹은 로 나타낸다
b. α와 β와의 관계 : 관계식 를 이용하여 β를 α의 항으로 나타내보자
이다. 따라서 이며, 이 식으로부터
를 얻을 수 있다. 즉
직류 전류의 증폭률 : 위의 a의 전류 증폭률은 동작점을 기준으로 한 미소 전류의 변화분에 따른 교류 전류의 증폭률을 의미한다. 이에 반해 동작점 자체의 전류 증폭률을 직류 전류의 증폭률이라 하며 로 나타낸다.
그림 [ 특성 곡선]에서 알 수 있듯이 는 와 근사적으로 같다.
d. 콜렉터 전류 : 그림 [이미터 접지 회로]에서 와 를 일정하게 했을 경우 도 일정하게 되며, 를 고려했을 때 는 다음과 같은 관계식이 만족된다
.
4. IBE - IB 특성 곡선(입력특성)
그림 [이미터 접지 회로]에서 일정으로 하고 를 변화시켜 가며 를 측정하면 아래와 같은 특성 곡선이 된다. 이 특성 곡선은 베이스와 이미터가 PN 접합이므로 PN 접합의 순방향 특성을 나타낸다.
5. VCE - VBE 특성 곡선(되먹임 특성)
A, B, C의 특성 곡선을 이용해서 구할 수 있는데, 1상한에 A, 2상한에 B, 3상한에 C의 특성 곡선을 놓고 도해적으로 그려서 구한다.
실험 예상 결과
♣ 전원장치 : 2개의 저전압용 dc 전원
♣ 장비 : 2개의 멀티레인지(multirange) 마이크로 밀리전류계(또는 20,000Ω/W VOMS); EVM
♣ 저항 : 100Ω과 4700Ω 1/2-W
♣ 반도체 : 소켓형 2N2904
♣ 기타 : 2500Ω과 5000Ω 2-W 포텐쇼미터 ; 2개의 on-off 스위치
R2의 저항값이 커질 때 마다 IC의 전류값이 커졌다. 그리고 VCE값도 덩달아 줄어드는 변화가 생겼다. 하지만 R4를 조작해서 VCE값을 맞추는데 IC값은 변화가 없었다. 실험값은 다음과 같다.

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공통이미터회로,   전류이득,   이미터