에미터 공통 증폭기, 베이스 공통 증폭기, 컬렉터 공통 증폭기

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에미터 공통 증폭기, 베이스 공통 증폭기, 컬렉터 공통 증폭기에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

교류신호의 중심점은 0 전압을 중심으로 움직였다. 그런데 교류신호에 직류를 더하면 중심점은 0 전압에서 직류분 만큼 올라가 그림대로 A 전압이 기준이 되어 버린다. 바로 이지점에서 사고확장을 감행하여 교류 입장에서 사고를 진행해 보자.

자기가 움직이는 중심점이 교류에겐 매우 중요하다. 직류가 더해지기 전에는 0V 이었지만, 직류가 더해지면 중심점은 A전압 직류분 만큼 올라갔다는 말은, 교류 입장에서는 더해진 직류분이 또 다른 중심점이 되며, 더 심하게 말하면 접지라고 봐도 무방해 진다. 왜 이 말이 사용하기 무방한지 좀 더 사고를 앞으로 전진시키기로 한다.
트랜지스터 증폭기에서 궁극적 목적은 입력 교류신호의 크기를 확대시키는 증폭이다. 교과서에서는 해석의 편리함을 위해 정현파( 사인파 )나 여현파( 코사인파 )의 매끄러운 모양만을 교류신호라고 우기지만, 실제로 다루는 신호는 아주 복잡한 교류신호에 해당하는 음성, 음악 같이 해괴한 모양의 교류들이다. 따라서 직류는 증폭의 크기를 정할 때 고려의 대상이 전혀 안 된다. 오로지 교류의 크기가 어떻게 변했는가가 증폭작용이 원하는 초미의 관심사가 된다. 교류와 직류가 더해진 위의 그림에서 교류의 크기는 전혀 변함이 없다. 오로지 위치만 바뀌었을 따름이다. 이것을 일러 증폭( 신호가 커져서 이것을 증폭작용에서 유의미 하다고 하면 )됐다고 말하기 어렵다.
그렇다면 다음 질문은 왜 트랜지스터 증폭기에서 직류가 필요한가? 라는 질문이 되겠다. 이 질문의 답은 이미 설파 했지만, 다시 한 번 상기하도록 하자.
이 양동이 그림이 생각나시는가?

양동이 수면에 찰랑이는 것이 교류라면 교류라는 신호는 양동이에 차 있는 직류 없이는 절대 다음 양동이로 일렁이는 신호를 넘겨 줄 수가 없게 된다. 따라서 우리가 흔히 트랜지스터에서 직류 바이어스라고 하는 것은 교류의 증폭을 위해 떠 있는 상태( 바이어스라고 불러 준다. )를 만들어 주는 대신호라고 간주하면 된다. 교류증폭을 위한 여건쯤으로 여겨 주자.
그럼 교류의 증폭이 끝나면 직류는 필요 없기 때문에 제거해 주어야 한다.!!

이때는 직류전압을 아주 간단히 척결해 주는 방법이 있다. 교류커플링 회로를 사용하면 장땡이다. 교류커플링 회로라고 해서 뭐 거창한 것이 아니다. 그저 콘덴서 하나를 직렬로 연결해 주면 된다. 콘덴서를 직렬로 연결한 것이 교류 커플링회로다!!! 간단하지 않는가!!!!!
콘덴서를 수식으로 만들어 보자 간단하게 리액턴스는 우리가 아는 대로 아래와 같다.
직류는 주파수( f )가 아예 없는 놈이다.

위의 리액턴스 식에 f ( 주파수 )대신 0을 넣으면 콘덴서의 임피던스는 ∞ 대가 되고, 만약 주파수가 웬만치 큰 놈을 점점 높여서 집어넣는다면, 콘덴서의 저항을 의미하는 리액턴스는 점점 작아질 것이다.

따라서 임피던스란 주파수에 의해 변하는 저항이라고 한다면, 콘덴서에서 직류성분( 주파수=0 )은 다 걸려 출력으로 나오지 않게 되고, 교류는 나오게 되는, 교류만 연결하는 ( ac coupling ) 회로가 되는 것이다. 아래 회로도 많이 보았을 것이다.

트랜지스터가 두 단으로 구성된 증폭기 일 때 첫 번째 단에서 증폭을 하기 위해 필요했던 직류를 두 번째 단으로 넘어가지 못하기 위해 콘덴서 하나가 사용된 회로를 꾸며 주게 된다. 만약 콘덴서가 직렬로 연결 되어 있지 않아 직류가 다음 단으로 넘어가면 전압 값이 포화 되어 증폭이고 뭐고 값이 위로나 아래로 쳐 박혀 증폭작용은 기대하기 어려워질 것이다.
다시 복습하자는 의미에서 그림을 올렸다. 교류입장을 누누이 반복 했는데, 위의 회로를 볼 때 교류입장에서는 콘덴서는 단락되었다고 보고 해석해도 된다.
결론을 맺자.
공통 에미터 증폭기 ( common-emitter amplifier ), 공통 베이스 증폭기 ( common-base amplifier ), 공통 컬렉터 증폭기 ( common collector amplifier )는 트랜지스터 세 다리를 중심으로 입력과 출력을 제외한 나머지 다리가 공통접지 라고 생각하면!! 무엇이 트랜지스터 증폭기의 공통인지 구분이 어렵지 않게 될 것 같다. 결국 VCC는 교류의 입장에서 볼 때 한낱 접지에 불과 했던 것이다. 앞으로 소신호 해석할 때 이러한 점이 적극적으로 활용 될 것이다. 절대 0V인 접지와 구별하기 위해서 이를 교류 접지 ( AC ground ) 라고 불러 준다. 강의실에서 교류증폭을 해석할 때 VCC를 접지로 놓는 이유는 이러한 사정에 기인했던 것이다.

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