전자 회로 2 - BJT 파라미터와 바이어스 회로

직류 베타(직류 전류 이득)

- 이미터 접지시 컬렉터 전류/베이스 전류 = 수십~수백

- H_FE = Beta_DC = I_C/B_C

- 적은 베이스 전류로 많은 컬렉터 전류 조절 = 직류 전류 이득 = 트랜지스터 증폭 성능

 

직류 알파

- 컬렉터 전류/이미터 전류 = 1에 가깝다

 

 

직류 전류 이득 관계 정리

 

 

트렌지스터 6가지 직류

- V_BE : 다이오드 순방향 전압으로 0.7V(쇼트키 0.3, 실리콘 0.7V) 정도

 + 키르히호프 전압/ 옴의 법칙으로 6개의 직류 해석

 

컬렉터 특성곡선

- 베이스 전류 고정 시 C-E 전압 V_CE 변화에 따른 I_C 변화에 대한 곡선

- 실제 Tr의 동작을 파악할 수 있다.

  1) 포화영역 :  1. B-E 접합이 순방향,   2. V_CE가 V_BB보다 작을 시

                  => B-C 접합이 순방향(역방향 X) => V_CC가 0.7V 될때까지 지속됨

 

  2) 활성영역 : V_CC가 0.7V 이상이 되면 B-C 접합은 역방향 바이어스가 되면서 I_C는 더이상 증가하지 않음.

                        

  3) 항복영역 : 컬렉터 전압이 높아져, 항복 전압을 넘긴 상태

                   컬랙터 전류 급격한 변화로 Tr 파손

 

 

 

직류 부하선 Load Line

- 컬렉터 전류 I_C가 흐르지 않는 V_CE 상 차단점 V_CC에서 I_C가 더이상 증가하지 않는 포화점까지 연결한 선

- 동작점들을 연결한 선

* 차단점 : I_C가 흐르지 않는 V_CE 상의 차단점

* 포화점 : I_C가 더이상 증가하지 않는 점

* Q1, Q2, Q3 동작점

 

 

선형 동작

- 입력 소신호에 왜곡이 없다면 온전한 선형 모양으로 출력

- 입력 베이스 소신호가 200uA ~ 400 uA 사이 값을 갖는 사인파의 경우

- 컬렉터 단자 전압 V_CE는 1.2~ 5.6V 사이의 사인곡선

- 동작점 Q는 3.4V가 된다.

파형 왜곡

- 동작점을 적절히 설정하지 못한 경우 출력신호에 왜곡 발생

 

전압분배 바이어스

- Tr을 동작하기 위해선 바이어스로 V_CC, V_BB 두개 필요

- 경제성과 안정성을 위해 2전원 대신 1전원으로 널리 사용되는 바이어스 방법

- V_CC로 저항 분배하여 베이스 단자 전압 조절

- 온도 안정성이 가장 좋으나 복잡하다.

 

 

 

전압분배 바이어스 계산 예제

고정 바이어스(베이스 바이어스) 회로

- 베이스 단자를 V_CC와 저항으로 연결한 간단한 회로

- I_B = (V_CC - V_BE)/R_B이므로 V_CC가 주어질때 I_B는 일정하므로 고정 바이어스 회로가 된다.

- 온도가 오르면 저항이 작아지므로 I_C는 증가

  -> 동작점이 변경 -> 출력 파형이 왜곡 or 열폭주 or 트랜지스터 파괴

=> 고정 바이어스 회로는 간단하지만 온도 안정성이 좋지 않다.

 

 

자기 바이어스(컬렉터 귀환 바이어스) 회로

- 베이스 바이어스 저항 R_B가 컬렉터 이미터 전압 V_CE에 연결된 회로 

- 온도 상승 -> I_C 상승 -> I_C * R_C(=V_RC) 증가 -> V_CE는 줄어든다 (V_B도 줄어듬) ->I_B가 감소하므로 I_C도 감소

- 온도 보상이 적용되어 고정 바이어스보다는 온도 안정성이 좋다.