기본 전자 장치-트랜지스터 구성

트랜지스터에는 이미 터,베이스 및 컬렉터의 3 개의 단자가 있습니다. 이 3 개의 단자를 사용하여 트랜지스터는 3 가지 다른 구성으로 입력 및 출력에 공통된 하나의 단자가있는 회로에 연결될 수 있습니다.

세 가지 유형의 구성은 다음과 같습니다. Common Base, Common EmitterCommon Collector구성. 모든 구성에서 이미 터 접합은 순방향 바이어스되고 컬렉터 접합은 역방향 바이어스됩니다.

CB (Common Base) 구성

이름 자체는 Base 단자가 트랜지스터의 입력 및 출력 모두에 대한 공통 단자로 사용된다는 것을 의미합니다. NPN 및 PNP 트랜지스터의 공통 기본 연결은 다음 그림과 같습니다.

이해를 돕기 위해 CB 구성의 NPN 트랜지스터를 고려해 보겠습니다. 에미 터 전압이 가해지면 순방향 바이어스이므로 음극 단자의 전자가 에미 터 전자를 밀어 내고 전류가 에미 터와베이스를 통해 컬렉터로 흘러 콜렉터 전류를 제공합니다. 콜렉터 전압VCB 이 기간 동안 일정하게 유지됩니다.

CB 구성에서 입력 전류는 이미 터 전류입니다. IE 출력 전류는 콜렉터 전류입니다. IC.

Current Amplification Factor (α)

콜렉터 전압의 경우 이미 터 전류 ($ \ Delta I_ {E} $)의 변화에 ​​대한 콜렉터 전류 ($ \ Delta I_ {C} $)의 변화 비율 VCB 일정하게 유지되며 다음과 같이 호출됩니다. Current amplification factor. α로 표시됩니다.

$$ \ alpha \ : = \ : \ frac {\ Delta I_ {C}} {\ Delta I_ {E}} \ : \ : at \ : constant \ : V_ {CB} $$

콜렉터 전류 표현

위의 아이디어로 콜렉터 전류에 대한 표현을 그려 보겠습니다. 이미 터 전류가 흐르는 것과 함께 전자 정공 재결합으로 인해베이스 단자를 통해 흐르는베이스 전류 IB가 어느 정도 있습니다. 컬렉터-베이스 접합이 역 바이어스됨에 따라 소수 전하 캐리어로 인해 흐르는 또 다른 전류가 있습니다. 이것은 다음과 같이 이해할 수있는 누설 전류입니다.Ileakage. 이것은 소수 전하 캐리어로 인해 매우 작습니다.

콜렉터 단자에 도달하는 이미 터 전류는

$$ \ mathbf {\ mathit {\ alpha I_ {E}}} $$

총 콜렉터 전류

$$ I_ {C} \ : = \ : \ alpha I_ {E} \ : + \ : I_ {누출} $$

이미 터베이스 전압 V EB = 0 인 경우에도 I CBO (출력이 열린 콜렉터베이스 전류) 라고 할 수있는 작은 누설 전류가 흐릅니다 .

따라서 콜렉터 전류는 다음과 같이 표현할 수 있습니다.

$$ I_ {C} \ : = \ : \ alpha I_ {E} \ : + \ : I_ {CBO} $$

$$ I_ {E} \ : = \ : I_ {C} \ : + \ : I_ {B} $$

$$ I_ {C} \ : = \ : \ alpha (I_ {C} \ : + \ : I_ {B}) \ : + \ : I_ {CBO} $$

$$ I_ {C} (1 \ :-\ : \ alpha) \ : = \ : \ alpha I_ {B} \ : + \ : I_ {CBO} $$

$$ I_ {C} \ : = \ : (\ frac {\ alpha} {1 \ :-\ : \ alpha}) \ : I_ {B} \ : + \ : (\ frac {I_ {CBO}} { 1 \ :-\ : \ alpha}) $$

$$ I_ {C} \ : = \ : (\ frac {\ alpha} {1 \ :-\ : \ alpha}) \ : I_ {B} \ : + \ : (\ frac {1} {1 \ : -\ : \ alpha}) I_ {CBO} $$

따라서 위에서 파생 된 것은 콜렉터 전류에 대한 표현입니다. 콜렉터 전류의 값은 사용중인 트랜지스터의 전류 증폭 계수와 함께베이스 전류 및 누설 전류에 따라 달라집니다.

CB 구성의 특성

  • 이 구성은 전압 이득을 제공하지만 전류 이득은 제공하지 않습니다.

  • 존재 VCB일정한, 에미 터-베이스 전압 V EB , 에미 터 전류 의 약간 증가IE 증가합니다.

  • 이미 터 전류 IE 콜렉터 전압과 무관 VCB.

  • 수집기 전압 VCB 콜렉터 전류에 영향을 미칠 수 있습니다. ICVEB 가 일정하게 유지 될 때 저전압에서만 .

  • 입력 저항 ri는 일정한 컬렉터베이스 전압에서 이미 터-베이스 전압 ($ \ Delta {V_ {EB}} $)의 변화와 이미 터 전류 ($ \ Delta {I_ {E}} $)의 변화 비율입니다. VCB.

    $$ \ eta \ : = \ : \ frac {\ Delta {V_ {EB}}} {\ Delta {I_ {E}}} \ : \ : at \ : constant \ : V_ {CB} $$

  • 입력 저항이 매우 낮기 때문에 VEB 의 작은 값 은 이미 터 전류의 큰 전류 흐름을 생성하기에 충분합니다.IE.

  • 출력 저항 r o 는 일정한 이미 터 전류에서 콜렉터베이스 전압 ($ \ Delta {V_ {CB}} $)의 변화와 콜렉터 전류 ($ \ Delta {I_ {C}} $)의 변화 비율입니다.IE.

    $$ r_ {o} \ : = \ : \ frac {\ Delta {V_ {CB}}} {\ Delta {I_ {C}}} \ : at \ : 상수 \ : l_ {E} $$

  • 출력 저항이 매우 높은 값이기 때문에 VCB 콜렉터 전류의 변화가 거의 없습니다. IC.

  • 이 구성은 온도 상승에 대해 우수한 안정성을 제공합니다.

  • CB 구성은 고주파 애플리케이션에 사용됩니다.

CE (Common Emitter) 구성

이름 자체는 Emitter단자는 트랜지스터의 입력과 출력을위한 공통 단자로 사용됩니다. NPN 및 PNP 트랜지스터의 공통 이미 터 연결은 다음 그림과 같습니다.

CB 구성에서와 마찬가지로 이미 터 접합은 순방향 바이어스되고 컬렉터 접합은 역방향 바이어스됩니다. 전자의 흐름은 같은 방식으로 제어됩니다. 입력 전류는베이스 전류입니다.IB 출력 전류는 콜렉터 전류입니다. IC 여기.

Base Current Amplification factor (β)

콜렉터 전류 ($ \ Delta {I_ {C}} $)의 변화와베이스 전류 ($ \ Delta {I_ {B}} $)의 변화 비율은 다음과 같이 알려져 있습니다. Base Current Amplification Factor. β로 표시됩니다.

$$ \ beta \ : = \ : \ frac {\ Delta {I_ {C}}} {\ Delta {I_ {B}}} $$

β와 α의 관계

베이스 전류 증폭 계수와 이미 터 전류 증폭 계수 사이의 관계를 도출해 보겠습니다.

$$ \ beta \ : = \ : \ frac {\ Delta {I_ {C}}} {\ Delta {I_ {B}}} $$

$$ \ alpha \ : = \ : \ frac {\ Delta {I_ {C}}} {\ Delta {I_ {E}}} $$

$$ I_ {E} \ : = \ : I_ {B} \ : + \ : I_ {C} $$

$$ \ 델타 I_ {E} \ : = \ : \ 델타 I_ {B} \ : + \ : \ 델타 I_ {C} $$

$$ \ 델타 I_ {B} \ : = \ : \ 델타 I_ {E} \ :-\ : \ 델타 I_ {C} $$

우리는 쓸 수있다

$$ \ beta \ : = \ : \ frac {\ Delta {I_ {C}}} {\ Delta I_ {E} \ :-\ : \ Delta I_ {C}} $$

$$로 나누기

$$ \ beta \ : = \ : \ frac {\ frac {\ Delta I_ {C}} {\ Delta I_ {E}}} {\ frac {\ Delta I_ {E}} {\ Delta I_ {E}} \ :-\ : \ frac {\ Delta I_ {C}} {\ Delta I_ {E}}} $$

$$ \ alpha \ : = \ : \ frac {\ Delta I_ {C}} {\ Delta I_ {E}} $$

우리는

$$ \ alpha \ : = \ : \ frac {\ Delta I_ {C}} {\ Delta I_ {E}} $$

따라서,

$$ \ beta \ : = \ : \ frac {\ alpha} {1- \ alpha} $$

위의 방정식에서 α가 1에 가까워 질수록 β는 무한대에 도달하는 것이 분명합니다.

그 후, the current gain in Common Emitter connection is very high. 이것이이 회로 연결이 모든 트랜지스터 애플리케이션에서 주로 사용되는 이유입니다.

콜렉터 전류 표현

Common Emitter 구성에서 IB 입력 전류이고 IC 출력 전류입니다.

우린 알아

$$ I_ {E} \ : = \ : I_ {B} \ : + \ : I_ {C} $$

$$ I_ {C} \ : = \ : \ alpha I_ {E} \ : + \ : I_ {CBO} $$

$$ = \ : \ 알파 (I_ {B} \ : + \ : I_ {C}) \ : + \ : I_ {CBO} $$

$$ I_ {C} (1 \ :-\ : \ alpha) \ : = \ : \ alpha I_ {B} \ : + \ : I_ {CBO} $$

$$ I_ {C} \ : = \ : \ frac {\ alpha} {1- \ alpha} I_ {B} \ : + \ : \ frac {1} {1- \ alpha} \ : I_ {CBO} $ $

기본 회로가 열려있는 경우, 즉 IB = 0,

베이스가 열린 콜렉터 이미 터 전류는 I CEO입니다.

$$ I_ {CEO} \ : = \ : \ frac {1} {1- \ alpha} \ : I_ {CBO} $$

이전 방정식에서이 값을 대체하면

$$ I_ {C} \ : = \ : \ frac {\ alpha} {1- \ alpha} I_ {B} \ : + \ : I_ {CEO} $$

$$ I_ {C} \ : = \ : \ beta I_ {B} \ : + \ : I_ {CEO} $$

따라서 콜렉터 전류에 대한 방정식이 얻어집니다.

무릎 전압

CE 구성에서 기본 전류를 유지하여 IB 상수, 경우 VCE 다양합니다. IC 거의 1v로 증가 VCE그 후에도 일정하게 유지됩니다. 이 값VCE 컬렉터 전류까지 IC 변화 VCE 불린다 Knee Voltage. CE 구성에서 작동하는 트랜지스터는이 니 전압 이상에서 작동합니다.

CE 구성의 특성

  • 이 구성은 우수한 전류 이득 및 전압 이득을 제공합니다.

  • 유지 VCE 일정한, 약간 증가 VBE 베이스 전류 IB CB 구성에서보다 빠르게 증가합니다.

  • 모든 값에 대해 VCE 무릎 전압 이상, IC β와 거의 같다IB.

  • 입력 저항 ri 일정한 컬렉터 이미 터 전압에서 기본 이미 터 전압 ($ \ Delta {V_ {BE}} $)의 변화와 기본 전류 ($ \ Delta {I_ {B}} $)의 변화 비율입니다. VCE.

    $$ r_ {i} \ : = \ : \ frac {\ Delta {V_ {BE}}} {\ Delta {I_ {B}}} \ : at \ : constant \ : V_ {CE} $$

  • 입력 저항이 매우 낮은 값이므로 VBE 베이스 전류의 큰 전류 흐름을 생성하기에 충분합니다. IB.

  • 출력 저항 ro 컬렉터 에미 터 전압 ($ \ Delta {V_ {CE}} $)의 변화와 콜렉터 전류 ($ \ Delta {I_ {C}} $)의 변화 비율입니다. IB.

    $$ r_ {o} \ : = \ : \ frac {\ Delta {V_ {CE}}} {\ Delta {I_ {C}}} \ : at \ : constant \ : I_ {B} $$

  • CE 회로의 출력 저항이 CB 회로의 출력 저항보다 작기 때문에.

  • 이 구성은 일반적으로 바이어스 안정화 방법 및 오디오 주파수 애플리케이션에 사용됩니다.

CC (Common Collector) 구성

이름 자체는 Collector단자는 트랜지스터의 입력과 출력을위한 공통 단자로 사용됩니다. NPN 및 PNP 트랜지스터의 공통 콜렉터 연결은 다음 그림과 같습니다.

CB 및 CE 구성에서와 마찬가지로 이미 터 접합은 순방향 바이어스이고 컬렉터 접합은 역방향 바이어스입니다. 전자의 흐름은 같은 방식으로 제어됩니다. 입력 전류는베이스 전류입니다.IB 출력 전류는 이미 터 전류입니다. IE 여기.

Current Amplification Factor (γ)

이미 터 전류 ($ \ Delta {I_ {E}} $)와베이스 전류 ($ \ Delta {I_ {B}} $)의 변화 비율은 다음과 같이 알려져 있습니다. Current Amplification factor공통 수집기 (CC) 구성에서. 다음과 같이 표시됩니다.γ.

$$ \ gamma \ : = \ : \ frac {\ Delta {I_ {E}}} {\ Delta {I_ {B}}} $$

  • CC 구성의 현재 이득은 CE 구성과 동일합니다.

  • CC 구성의 전압 이득은 항상 1보다 작습니다.

γ와 α의 관계

γ와 α 사이의 관계를 그려 보자

$$ \ gamma \ : = \ : \ frac {\ Delta {I_ {E}}} {\ Delta {I_ {B}}} $$

$$ \ alpha \ : = \ : \ frac {\ Delta {I_ {C}}} {\ Delta {I_ {E}}} $$

$$ I_ {E} \ : = \ : I_ {B} \ : + \ : I_ {C} $$

$$ \ 델타 I_ {E} \ : = \ : \ 델타 I_ {B} \ : + \ : \ 델타 I_ {C} $$

$$ \ 델타 I_ {B} \ : = \ : \ 델타 I_ {E} \ :-\ : \ 델타 I_ {C} $$

I의 값을 대입 B 것은 , 우리가 얻을

$$ \ gamma \ : = \ : \ frac {\ Delta {I_ {E}}} {\ Delta {I_ {E}} \ :-\ : \ Delta I_ {C}} $$

$ \ Delta I_ {E} $로 나누기

$$ \ gamma \ : = \ : \ frac {\ frac {\ Delta I_ {E}} {\ Delta I_ {E}}} {\ frac {\ Delta I_ {E}} {\ Delta I_ {E}} \ :-\ : \ frac {\ Delta I_ {C}} {\ Delta I_ {E}}} $$

$$ \ frac {1} {1 \ :-\ : \ alpha} $$

$$ \ gamma \ : = \ : \ frac {1} {1 \ :-\ : \ alpha} $$

콜렉터 전류 표현

우린 알아

$$ I_ {C} \ : = \ : \ alpha I_ {E} \ : + \ : I_ {CBO} $$

$$ I_ {E} \ : = \ : I_ {B} \ : + \ : I_ {C} \ : = \ : I_ {B} \ : + \ : (\ alpha I_ {E} \ : + \ : I_ {CBO}) $$

$$ I_ {E} (1 \ :-\ : \ alpha) \ : = \ : I_ {B} \ : + \ : I_ {CBO} $$

$$ I_ {E} \ : = \ : \ frac {I_ {B}} {1 \ :-\ : \ alpha} \ : + \ : \ frac {I_ {CBO}} {1 \ :-\ : \ 알파} $$

$$ I_ {C} \ : \ cong \ : I_ {E} \ : = \ : (\ beta \ : + \ : 1) I_ {B} \ : + \ : (\ beta \ : + \ : 1) I_ {CBO} $$

위는 콜렉터 전류에 대한 표현입니다.

CC 구성의 특성

  • 이 구성은 전류 이득을 제공하지만 전압 이득은 제공하지 않습니다.

  • CC 구성에서 입력 저항은 높고 출력 저항은 낮습니다.

  • 이 회로에서 제공하는 전압 이득은 1 미만입니다.

  • 콜렉터 전류와베이스 전류의 합은 이미 터 전류와 같습니다.

  • 입력 및 출력 신호는 위상이 동일합니다.

  • 이 구성은 비 반전 증폭기 출력으로 작동합니다.

  • 이 회로는 주로 임피던스 매칭에 사용됩니다. 즉, 높은 임피던스 소스에서 낮은 임피던스 부하를 구동하는 것입니다.