공통 이미터

그림 1: 기본 NPN Common-Emiter 회로(바이어스 세부사항 무시)

전자제품에서 공통 이미터 앰프는 일반적으로 전압 증폭기로 사용되는 3가지 기본 1단 BJT(bolar-junction-transistor) 앰프 토폴로지 중 하나입니다.높은 전류 게인(일반적으로 200), 중간 입력 저항 및 높은 출력 저항을 제공합니다.공통 이미터 앰프의 출력은 입력 ^[1]신호와 180도 어긋납니다.

이 회로에서는 트랜지스터의 베이스 단자가 입력으로 기능하고 컬렉터가 출력이며 이미터는 양쪽 모두에 공통(예를 들어 접지 기준 또는 전원 레일에 결합되어 있을 수 있음)이기 때문에 그 이름이 붙습니다.유사한 FET 회로는 공통 소스 앰프이며, 유사한 튜브 회로는 공통 음극 앰프입니다.

이미터 변성

그림 2: 이미터 저항을 추가하면 이득은 감소하지만 선형성과 안정성은 향상된다

공통 이미터 증폭기는 증폭기에 반전 출력을 제공하며 트랜지스터마다 크게 다를 수 있는 매우 높은 이득을 얻을 수 있습니다.게인은 온도와 바이어스 전류의 강력한 함수이므로 실제 게인은 어느 정도 예측할 수 없습니다.안정성은 의도하지 않은 양의 피드백이 존재하기 때문에 이러한 고이득 회로와 관련된 또 다른 문제입니다.

회로와 관련된 다른 문제로는 작은 신호 한계로 인해 발생하는 낮은 입력 다이내믹 레인지입니다. 이 한계를 초과하면 트랜지스터가 작은 신호 모델과 같은 동작을 하지 않게 되면 왜곡이 커집니다.이러한 문제를 경감하는 일반적인 방법 중 하나는 이미터 열화입니다.이는 이미터와 공통 신호 소스(예: 접지 기준 또는 전원 공급 레일) 사이에 작은 저항을 추가하는 것을 의미합니다.이 $R_{\text{E}}$ $(\$ E $}}}$ 는 $R_{\text{E}}$ 회로의 전체 $G_{m}=g_{m}$ $G_{m}=g_{m}$ $=$ $G_{m}=g_{m}$ m {{ $displaystyle G_{m$ }= $g_{m}}$ 을 $G_{m}=g_{m}$ (를) $g_{m}R_{\text{E}}+1$ $g_{m}R_{\text{E}}+1$ + $g_{m}R_{\text{E}}+1$ { $displaystyle g_{m}R_{\text}$ 의 배수로 감소시킵니다.E $}}+1$ 전압 상승

A_{\text{v}}\triangleq {frac {v_{\text{in}}}}=sncfrac {-g_{m}R_{\text{}}C}} {g_{m}R_{\text{E}}+1}}\약 -{\frac {R_{\text{\text}C}} {R_{\text{E}}}}}},

$g_{m}R_{\text{E}}\gg 1$ 서 g $g_{m}R_{\text{E}}\gg 1$ $g_{m}R_{\text{E}}\gg 1$ 1 $g_{m}R_{\text{E}}\gg 1$ { $displaystyle g$ _ { $m$ } R _ { \ $g_{m}R_{\text{E}}\gg 1$ { $E}}\gg$ 1 $g_{m}R_{\text{E}}\gg 1$ } 。

전압 게인은 거의 전적으로 $R_{\text{C}}/R_{\text{E}}$ $R_{\text{C}}/R_{\text{E}}$ C $R_{\text{C}}/R_{\text{E}}$ E $(\$ text{\ $text$ })의 비율에 따라 달라집니다. $트랜지스터$ 의 $R_{\text{C}}/R_{\text{E}}$ 본질적이고 예측 불가능한 특성이 아닌 E $}}.$ 따라서 회로의 왜곡 및 안정성 특성은 게인의 감소를 희생하면서 개선됩니다.

(흔히 '네거티브 피드백'이라고 불리지만, 이것은 게인을 줄이고, 입력 임피던스를 높이고, 왜곡을 감소시키기 때문에 네거티브 피드백의 발명이 선행되어 진정한 네거티브 피드백처럼 출력 임피던스를 낮추거나 대역폭을 증가시키지는 않습니다.)^[2]

특성.

저주파수 및 단순화된 하이브리드 pi 모델을 사용하여 다음과 같은 작은 신호 특성을 도출할 수 있습니다.

	정의.	표현
	정의.	이미터 포함 퇴화	이미터 미포함 퇴화, 즉_E R = 0
전류 게인	${\displaystyle A_{\text{i}}\triangleq {frac {i_{\text{in}}},$	$(\displaystyle\displaystyle\sys$	$\displaystyle \displays }$
전압 게인	${\displaystyle A_{\text{v}}\triangleq {frac {v_{\text{in}}},$	$\displaystyle - {\frac\beta R_{\text}C}}{r_{\pi}+(\beta+1)R_{\text{\text}E}}}}}}}},$	$-g_{m}R_{\text{\text}C}}$
입력 임피던스	${\displaystyle r_{\text{in}}\displayq {v_{\text{in}}}{i_{\text{in}}},$	$\displaystyle r_{\pi }+(\displaystyle + 1)R_{\text{\text}E}},},}$	$r_{\pi }$
출력 임피던스	${\displaystyle r_{\text{out}}\displayq {v_{\text{out}}}{i_{\text{out}}},$	$\displaystyle R_{\text{C}}},}$	$\displaystyle R_{\text{C}}}$

이미터 변성 저항이 없는 경우 $R_{\text{E}}=0\,\Omega$ E $R_{\text{E}}=0\,\Omega$ $(\displaystyle R_{\text{\$ text}) $E}}=0,\Omega$ $R_{\text{E}}=0\,\Omega$ 및 식은 맨 오른쪽 열에 의해 주어진 식으로 효과적으로 단순화됩니다(전압 게인은 이상적인 값이며 실제 게인은 다소 예측할 수 없음).예상대로 $style$ R_ ${\text$ {\display R_{\text $})$ 의 경우 $E}},}$ 이 $R_{\text{E}}\,$ (가) 증가하고 입력 임피던스가 증가하며 전압 $A_{\text{v}}\,$ A $A_{\text{v}}\,$ $displaystyle A_{\text{$ v}}}이 $A_{\text{v}}\,$ (가) 감소한다.

대역폭

공통 이미터 앰프의 대역폭은 밀러 효과로 인한 높은 캐패시턴스로 인해 낮은 경향이 있습니다.기생 베이스 콜렉터 $C_{\text{CB}}\,$ $displaystyle C_{\$ text{\text})CB $}},}$ 은 $C_{{{\text{CB}}}}\,$ (는) 베이스에서 ^[3]접지까지 큰 기생 $C_{\text{CB}}(1-A_{\text{v}})\,$ $CB$ - $C_{\text{CB}}(1-A_{\text{v}})\,$ ) { $\ text$ { $CB$ } （ \ $A$ _ { \ $text$ { v $C_{\text{CB}}(1-A_{\text{v}})\,$ } ） , $C_{\text{CB}}(1-A_{\text{v}})\,$ $A_{\text{v}}\,$ （ $A$ $v$ \ $displaystyle$ A $A_{\text{v}}\,$ $_$ { \ $text$ { v $A_{\text{v}}\,$ } ）。이 대용량 캐패시터는 기생 입력 RC $r_{\text{s}}(1-A_{\text{V}})C_{\text{CB}}\,$ r $r_{\text{s}}(1-A_{\text{V}})C_{\text{CB}}\,$ - $r_{\text{s}}(1-A_{\text{V}})C_{\text{CB}}\,$ $r_{\text{s}}(1-A_{\text{V}})C_{\text{CB}}\,$ $displaystyle r_{\text{s}}(1-A_{\text{V})$ 의 시간을 일정하게 하므로 증폭기의 대역폭을 크게 줄입니다. $C_{\text{$ CB $},$ 여기서 $r_{\text{s}}(1-A_{\text{V}})C_{\text{CB}}\,$ $r_{\text{s}}\,$ {\ $displaystyle r_{\text$ {s $}}}$ 은 $r_{\text{s}}\,$ $이상적$ 인 베이스에 연결된 신호 소스의 출력 임피던스입니다.

이 문제는 다음과 같은 몇 가지 방법으로 완화할 수 있습니다.

전압 게인 $\left|A_{\text{v}}\right|\,$ $\left|A_{\text{v}}\right|\,$ v $\left|A_{\text{v}}\right|\,$ v \ $displaystyle$ \ $left$ A_ ${\text{$ v}}\ $right,}$ 의 감소(예: 이미터 변성을 사용).
베이스에 연결된 신호 소스의 출력 $r_{\text{s}}\,$ r $r_{\text{s}}\,$ $displaystyle r_{\text{s}}}}$ 의 $r_{\text{s}}\,$ 감소(예: 이미터 팔로어 또는 기타 전압 팔로어 사용).
캐스코드 구성을 사용하여 트랜지스터의 수집기와 로드 사이에 낮은 입력 임피던스 전류 버퍼(예: 공통 베이스 앰프)를 삽입합니다.이 구성은 트랜지스터의 컬렉터 전압을 거의 일정하게 유지하므로 베이스가 컬렉터 게인이 0이 되어 밀러 효과가 제거됩니다.
접지 베이스 앰프를 구동하는 이미터 팔로어처럼 차동 앰프 토폴로지를 사용하면 이미터 팔로어가 진정한 공통 수집기 앰프인 한 밀러 효과는 제거됩니다.

밀러 효과는 동일한 방식으로 공통 소스 앰프의 성능에 부정적인 영향을 미칩니다(또한 유사한 해결 방법도 있음).AC 신호가 트랜지스터 앰프에 인가되면 AC 신호에서 기본 전압 VB의 값이 변동합니다.인가된 신호의 양의 절반은 VB 값을 증가시킵니다. 그러면 기본 전류 IB가 증가하고 그에 따라 이미터 전류 IE 및 수집기 전류 IC가 증가합니다.그 결과, 콜렉터 이미터 전압은 RL 전체에 걸쳐 전압 강하가 증가하기 때문에 감소합니다.AC 신호의 음의 교대로 IB가 감소하면 이 동작은 IE에서 RL을 통해 그에 상응하는 감소를 일으킵니다.

트랜지스터의 이미터는 입력 회로와 출력 회로 모두에 공통이기 때문에 공통 이미터 앰프라고도 불립니다.입력 신호는 트랜지스터의 접지 및 베이스 회로에 인가됩니다.출력 신호는 트랜지스터의 접지 및 컬렉터에 걸쳐 나타납니다.이미터는 접지에 연결되어 있기 때문에 신호, 입력 및 출력에 공통적입니다.

공통 이미터 회로는 접점, 트랜지스터 앰프 중 가장 널리 사용됩니다.공통 베이스 접속에 비해 입력 임피던스가 높고 출력 임피던스가 낮습니다.단일 전원 장치는 바이어스에 쉽게 사용할 수 있습니다.또한 보통 Common-Emiter(CE; 공통 이미터) 동작에서는 높은 전압과 전력 게인을 얻을 수 있습니다.

공통 이미터 회로에서의 전류 이득은 베이스 및 컬렉터 회로 전류로부터 구한다.베이스 전류의 극히 작은 변화가 콜렉터 전류의 큰 변화를 일으키기 때문에 전류 게인(β)은 항상 공통 이미터 회로의 유니티보다 큽니다.일반적인 값은 약 50입니다.

적용들

저주파 전압 증폭기

그림 3에 공통 이미터 앰프의 일반적인 사용 예를 나타냅니다.

그림 3: 이미터 열화를 수반하는 싱글 엔드 npn 공통 이미터 앰프.AC 커플링 회로는 레벨 시프터 앰프 역할을 합니다.여기서 베이스-이미터 전압 강하는 0.65V로 가정합니다.

입력 캐패시터 C는 입력의 DC 성분을 제거하고 저항 R과₁ R은₂ 트랜지스터를 바이어스하여 입력의 전체 범위에서 활성 모드로 유지합니다.출력은 입력의 AC 성분의 반전 복사로, R/R_E 비율로_C 증폭되어 4개의 저항기에 의해 결정된 양만큼 이동됩니다.R이 큰 경우가 많기 때문에_C 이 회로의 출력 임피던스는 매우 높을 수 있습니다.이_C 문제를 완화하기 위해 R은 가능한 낮게 유지되고 앰프는 이미터 팔로워와 같은 전압 버퍼가 이어집니다.

라디오

공통 이미터 증폭기는 예를 들어 ^{[dubious – discuss]}안테나가 수신하는 희미한 신호를 증폭하기 위해 무선 주파수 회로에서도 사용됩니다.이 경우 로드 저항을 튜닝된 회로로 교체하는 것이 일반적입니다.이는 의도하는 동작 주파수를 중심으로 하는 좁은 대역으로 대역폭을 제한하기 위해 수행될 수 있습니다.더욱 중요한 것은 튜닝된 회로를 사용하여 전극 간 및 부유 캐패시턴스를 공진시킬 수 있기 때문에 회로가 더 높은 주파수로 작동할 수 있다는 것입니다. 이는 일반적으로 주파수 응답을 제한합니다.일반적인 방출기는 저소음 증폭기로도 흔히 사용됩니다.

오디오

공통 이미터 앰프는 오디오 앰프에도 사용됩니다.예를 들어,^[4] 커먼 이미터 앰프의 do yourself 또는 취미자용 어플리케이션이 제시되어 있습니다.

「」를 참조해 주세요.

레퍼런스

^ "Common emitter configuration of BJT". Electrical Classroom. Archived from the original on 2021-06-05.
^ "Distortion and Feedback". sound.whsites.net. Retrieved 2016-01-27. Although it is commonly accepted that emitter ... degeneration is feedback, this is only partially true. ... it has no effect on effective bandwidth or output impedance. Harold Black invented negative feedback, not degeneration (which pre-dated his invention).
^ Paul Horowitz and Winfield Hill (1989). The Art of Electronics (2nd ed.). Cambridge University Press. pp. 102–104. ISBN 978-0-521-37095-0.
^ 싱글 트랜지스터 오디오 앰프 - 공통 이미터 앰프 작동 방식 https://youtube.com/watch/QGInwQa_XEM

외부 링크

공통 이미터 증폭회로 시뮬레이션 또는 공통 이미터 트랜지스터 증폭기 시뮬레이션
기본 BJT 앰프 구성
NPN 공통 이미터 앰프 – 하이퍼 물리
ECE 327: 트랜지스터 기본 – 공통 이미터 회로의 예를 설명합니다.

[1] "Common emitter configuration of BJT". Electrical Classroom. Archived from the original on 2021-06-05.

[2] "Distortion and Feedback". sound.whsites.net. Retrieved 2016-01-27. Although it is commonly accepted that emitter ... degeneration is feedback, this is only partially true. ... it has no effect on effective bandwidth or output impedance. Harold Black invented negative feedback, not degeneration (which pre-dated his invention).

[TAoE-3] Paul Horowitz and Winfield Hill (1989). The Art of Electronics (2nd ed.). Cambridge University Press. pp. 102–104. ISBN 978-0-521-37095-0.

[4] 싱글 트랜지스터 오디오 앰프 - 공통 이미터 앰프 작동 방식 https://youtube.com/watch/QGInwQa_XEM

[1]

[2]

[3]

[4]

v t 트랜지스터 앰프
	양극 접합 트랜지스터:	공통 이미터 공통 수집기 공통 베이스
	전계효과 트랜지스터:	공통 소스 공통 배수구 공통 게이트
	다중 트랜지스터:	달링턴 트랜지스터 보충 피드백 쌍 캐스코드 긴꼬리쌍둥이

Search

공통 이미터

네임스페이스

더

목차

이미터 변성

특성.

대역폭

적용들

저주파 전압 증폭기

라디오

오디오

「」를 참조해 주세요.

레퍼런스

외부 링크

Search

공통 이미터

이미터 변성

특성.

대역폭

적용들

저주파 전압 증폭기

라디오

오디오

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

외부 링크

「」를 참조해 주세요.