작동 지점
채도와 컷오프 포인트를 연결하는 선을 그릴 때 이러한 선은 다음과 같이 호출 할 수 있습니다. Load line. 이 선은 출력 특성 곡선 위에 그려 질 때 다음과 같은 지점에서 접촉합니다.Operating point.
이 작동 지점은 quiescent point 또는 간단히 Q-point. 이러한 교차 지점이 많이있을 수 있지만 Q- 포인트는 AC 신호 스윙에 관계없이 트랜지스터가 활성 영역에 남아있는 방식으로 선택됩니다.
다음 그래프는 작동 지점을 나타내는 방법을 보여줍니다.
작동 지점은 충실한 증폭을 달성하기 위해 안정적으로 유지되어야하므로 방해받지 않아야합니다. 따라서 정지 점 또는 Q 점은Faithful Amplification 성취됐다.
충실한 증폭
신호 강도를 높이는 과정을 Amplification. 이 증폭은 신호 성분의 손실없이 수행 될 때 다음과 같이 호출됩니다.Faithful amplification.
Faithful amplification신호 강도를 높여 입력 신호의 전체 부분을 얻는 과정입니다. 이것은 AC 신호가 입력에 적용될 때 수행됩니다.
위의 그래프에서 적용된 입력 신호는 손실없이 완전히 증폭되고 재생됩니다. 이것은 다음과 같이 이해할 수 있습니다.Faithful Amplification.
작동 지점은 active region 손실없이 완전한 신호를 재생하는 데 도움이됩니다.
작동 지점이 포화 지점 근처로 간주되면 증폭은 아래와 같습니다.
작동 지점이 차단 지점 근처로 간주되면 증폭은 아래와 같습니다.
따라서 작동 지점의 배치는 충실한 증폭을 달성하는 데 중요한 요소입니다. 그러나 트랜지스터가 증폭기로 제대로 작동하려면 입력 회로 (즉,베이스-이미 터 접합)가 순방향 바이어스를 유지하고 출력 회로 (즉, 콜렉터-베이스 접합)가 역방향 바이어스를 유지합니다.
따라서 증폭 된 신호는 입력 신호와 동일한 정보를 포함하는 반면 신호의 강도는 증가합니다.
충실한 증폭의 핵심 요소
충실한 증폭을 위해서는 다음과 같은 기본 조건을 만족해야합니다.
- 적절한 제로 신호 콜렉터 전류
- 모든 순간에 최소 적정베이스 이미 터 전압 (V BE ).
- 모든 순간에 적절한 최소 컬렉터-이미 터 전압 (V CE ).
이러한 조건이 충족되면 트랜지스터가 입력 순방향 바이어스 및 출력 역방향 바이어스가있는 활성 영역에서 작동합니다.
적절한 제로 신호 수집기 전류
이를 이해하기 위해 아래 그림과 같은 NPN 트랜지스터 회로를 고려해 보겠습니다. 베이스-이미 터 접합은 순방향으로 바이어스되고 컬렉터-이미 터 접합은 역방향으로 바이어스됩니다. 신호가 입력에 적용될 때 NPN 트랜지스터의베이스-이미 터 접합은 입력의 양의 반주기 동안 순방향 바이어스되어 출력에 나타납니다.
음의 반주기의 경우 동일한 접합이 역 바이어스되므로 회로가 전도되지 않습니다. 이것은unfaithful amplification 아래 그림과 같이.
이제 기본 회로에 배터리 V BB 를 소개하겠습니다 . 이 전압의 크기는 트랜지스터의베이스-이미 터 접합이 입력 신호의 음의 반주기 동안에도 순방향 바이어스 상태로 유지되어야합니다. 입력 신호가 적용되지 않으면 V BB 로 인해 DC 전류가 회로에 흐릅니다 . 이것은zero signal collector currentI C .
입력의 양의 반주기 동안베이스-이미 터 접합이 더 순방향 바이어스되어 콜렉터 전류가 증가합니다. 입력의 음의 반주기 동안 입력 접합은 순방향 바이어스가 적으므로 콜렉터 전류가 감소합니다. 따라서 입력의 두 사이클이 출력에 나타나므로faithful amplification 결과는 아래 그림과 같습니다.
따라서 충실한 증폭을 위해서는 적절한 제로 신호 콜렉터 전류가 흐르고 있어야합니다. 제로 신호 콜렉터 전류의 값은 신호만으로 인해 최소한 최대 콜렉터 전류와 같아야합니다.
모든 순간에 적절한 최소 V BE
에미 터 전압 V BE에 대한 최소베이스 는 정션이 순방향 바이어스되는 컷인 전압보다 커야합니다. 실리콘 트랜지스터가 전도하는 데 필요한 최소 전압은 0.7v이고 게르마늄 트랜지스터가 전도하는 데 필요한 최소 전압은 0.5v입니다. 베이스 이미 터 전압 V BE 가이 전압보다 크면 전위 장벽이 극복되어베이스 전류 및 콜렉터 전류가 급격히 증가합니다.
따라서 V BE 가 입력 신호의 일부에 대해 낮게 떨어지면 그 결과로 발생하는 작은 콜렉터 전류로 인해 해당 부분이 더 적게 증폭되어 부정확 한 증폭이 발생합니다.
모든 순간에 적절한 최소 V CE
충실한 증폭을 달성하려면 컬렉터 이미 터 전압 V CE 가 컷인 전압 아래로 떨어지지 않아야합니다.Knee Voltage. V CE 가 니 전압보다 낮 으면 컬렉터베이스 접합이 제대로 역 바이어스되지 않습니다. 그러면 콜렉터는 이미 터에 의해 방출되는 전자를 끌어 당길 수 없으며베이스로 흘러베이스 전류를 증가시킵니다. 따라서 β의 값은 떨어집니다.
따라서 입력 신호의 일부에 대해 V CE 가 낮아지면 해당 부분이 더 적게 곱 해져서 부정확 한 증폭이 발생합니다. 따라서 V CE 가 V KNEE 보다 크면 컬렉터-베이스 접합이 적절하게 역 바이어스되고 β 값이 일정하게 유지되어 충실한 증폭이 이루어집니다.