이 섹션에서는 BJT 공통베이스 구성을 분석하고 구동 점 특성, 역 포화 전류,베이스-이미 터 전압에 대해 배우고 실제 해결 된 예를 통해 매개 변수를 평가합니다. 이후 부분에서는 공통베이스 증폭기 회로를 구성하는 방법도 분석합니다.

소개

대부분의 트랜지스터 공통 기본 구성을 나타내는 데 사용되는 기호 및 주석
요즘 인쇄 된 책과 가이드는 아래 그림에서 볼 수 있습니다. 3.6 이것은 pnp 및 npn 트랜지스터 모두에 해당 될 수 있습니다.

그림 3.6

3.4 공통 기반 구성이란?

'공통 기반'이라는 용어는 여기서 기본이 배열의 입력 및 출력 단계 모두에 공통이라는 사실에서 발생합니다.

또한,베이스는 일반적으로 접지 전위에 가장 가까운 터미널이됩니다.

여기에서 대화하는 동안 모든 전류 (암페어) 방향은 전자 흐름 방향이 아닌 기존 (홀) 흐름 방향을 기준으로합니다.

이 선택은 주로 학계 및 상업 조직에서 제공하는 많은 양의 문서가 기존의 흐름을 구현하고 모든 전자 표현의 화살표가이 특정 규칙으로 식별되는 경로를 가지고 있다는 우려로 결정되었습니다.

모든 바이폴라 트랜지스터 :

그래픽 기호의 화살표 표시는 트랜지스터를 가로 지르는 이미 터 전류 (일반적인 흐름)의 흐름 방향을 나타냅니다.

그림 3.6에 표시된 각 전류 (Amp) 방향은 기존 흐름의 선택을 특징으로하는 실제 방향입니다. 각각의 경우 IE = IC + IB를 관찰하십시오.

또한 구현 된 바이어스 (전압 소스)는 특히 각 채널에 지정된 방향으로 전류를 확인하기위한 것입니다. 즉, IE의 방향을 각 구성의 극성 또는 VEE와 비교하고 IC의 방향과 VCC의 극성을 비교합니다.

예를 들어 3 단자 장치의 동작을 포괄적으로 설명하려면 공통베이스 증폭기 그림 3.6에서 2 개의 속성 세트가 필요합니다. 운전 지점 또는 입력 요인 및 다른 산출 부분.

그림 3.7에 표시된 공통베이스 증폭기에 대한 입력 세트는 입력 전류 (IE)를 입력에 적용합니다.
다양한 범위의 출력 전압 (VCB)에 대한 전압 (VBE).

그만큼 출력 세트 그림 3.8과 같이 다양한 범위의 입력 전류 (IE)에 대해 출력 전압 (VCB)에 대한 출력 전류 (IC)를 적용합니다. 출력 또는 수집기 특성 그룹은 그림 3.8에서 지적한 바와 같이 3 가지 기본 요소를 가지고 있습니다. 활성, 차단 및 채도 영역 . 활성 영역은 일반적으로 선형 (왜곡되지 않은) 증폭기에 유용한 영역입니다. 구체적으로 특별히:

활성 영역 내에서 컬렉터-베이스 접합은 역 바이어스되는 반면베이스-이미 터 접합은 순방향 바이어스됩니다.

활성 영역은 그림 3.6에 표시된대로 바이어스 구성이 특징입니다. 활성 영역의 하단에서 에미 터 전류 (IE)는 0이되고 콜렉터 전류는 그림 3.8과 같이 단순히 역 포화 전류 ICO의 결과로 이러한 상황에 있습니다.

현재 ICO는 IC의 수직 스케일 (밀리 암페어)에 비해 크기가 매우 무시할 수있을 정도로 (마이크로 암페어) IC = 0과 거의 동일한 수평선에 표시됩니다.

공통 기반 설정에 대해 IE = 0 일 때 나타나는 회로 고려 사항은 그림 3.9에서 볼 수 있습니다. 데이터 시트 및 사양 시트에서 ICO에 가장 자주 적용되는 주석은 그림 3.9, ICBO에서 지적한 바와 같습니다. 우수한 설계 방법으로 인해 저전력 및 중전 력 범위 내의 범용 트랜지스터 (특히 실리콘)에 대한 ICBO의 정도는 일반적으로 그 영향을 간과 할 수있을 정도로 최소화됩니다.

그러나 더 큰 전력 장치의 경우 ICBO는 마이크로 암페어 범위에서 계속 나타날 수 있습니다. 또한 ICBO는 이다 다이오드 (둘 다 역방향 누설 전류)의 경우 온도 변화에 취약 할 수 있습니다.

온도 상승에서 ICBO의 영향은 온도 상승에 반응하여 상당히 빠르게 상승 할 수 있기 때문에 중요한 측면이 될 수 있습니다.

그림 3.8에서 에미 터 전류가 0 이상으로 상승하면 콜렉터 전류는 기본 트랜지스터-전류 관계에 의해 설정된 에미 터 전류와 주로 동일한 수준으로 올라갑니다.

활성 영역의 콜렉터 전류에 대한 VCB의 비 효과적인 영향도 있습니다. 곡선 모양은 활성 영역에서 IE와 IC 간의 관계에 대한 초기 추정이 다음과 같이 표시 될 수 있음을 분명히 보여줍니다.

제목 자체에서 추론 된 바와 같이, 차단 영역은 그림 3.8에 개시된 바와 같이 콜렉터 전류가 0A 인 위치로 이해됩니다. 더욱이:

차단 영역에서 트랜지스터의 컬렉터-베이스 및베이스-이미 터 접합은 역 바이어스 모드에있는 경향이 있습니다.

포화 영역은 VCB = 0V의 왼쪽에있는 특성 섹션으로 식별됩니다.이 영역의 수평 스케일은이 영역의 속성에 대한 현저한 향상을 명확하게 나타 내기 위해 확대되었습니다. 전압 VCB가 0V로 증가함에 따라 콜렉터 전류의 기하 급수적 인 상승을 관찰하십시오.

컬렉터-베이스와베이스-이미 터 접합은 포화 영역에서 순방향 바이어스 인 것으로 볼 수 있습니다.

그림 3.7의 입력 특성은 미리 결정된 컬렉터 전압 (VCB) 크기에 대해 이미 터 전류가 다이오드 특성과 매우 유사한 방식으로 증가한다는 것을 보여줍니다.

실제로 상승하는 VCB의 영향은 특성에 매우 미미한 경향이 있으므로 예비 평가에서 VCB의 변화로 인한 차이를 무시할 수 있으며 특성은 아래 그림 3.10a에서 보여지는 것처럼 실제로 표현 될 수 있습니다.

따라서 조각 별 선형 기법을 사용하면 그림 3.10b에 표시된 특성이 생성됩니다.

이를 한 단계 높이고 곡선의 기울기와 결과적으로 순방향 바이어스 접합으로 인해 생성 된 저항을 무시하면 그림 3.10c와 같은 특성이 나타납니다.

이 웹 사이트에서 논의 될 모든 향후 조사를 위해 트랜지스터 회로의 모든 dc 평가에 대해 그림 3.10c의 등가 설계가 실행될 것입니다. 즉, BJT가 '전도'상태에있을 때마다베이스 대 이미 터 전압이 다음 방정식으로 표현 된 것으로 간주됩니다. VBE = 0.7V (3.4).

다르게 말하면, 입력 특성 기울기와 함께 VCB 값의 변화가 미치는 영향은 BJT 구성을 평가하는 데 도움이 될 수있는 방식으로 BJT 구성을 평가하려고 할 때 간과되는 경향이 있습니다. 덜 중요 할 수있는 매개 변수에 너무 많이 관여하지 않고 실제 반응.

그림 3.10

우리 모두는 그림 3.10c의 위의 특성에 표현 된 주장을 실제로 철저히 이해해야합니다. 그들은 트랜지스터가 'on'또는 활성 상태 인 경우베이스에서 이미 터로 이동하는 전압이 관련 외부 회로 네트워크에 의해 조절되는 이미 터 전류의 양에 대해 0.7V가 될 것이라고 정의합니다.

더 정확하게 말하면, dc 구성에서 BJT 회로를 사용한 모든 초기 실험에서 사용자는 이제 장치가 활성 영역에있는 동안베이스를 통과하는 전압이 0.7V임을 빠르게 정의 할 수 있습니다. 다가오는 기사에서 논의 할 모든 DC 분석에 대한 중요한 결론 ..

실용적인 예 해결 (3.1)

위 섹션에서 우리는베이스 전류 I 간의 관계에 대한 공통베이스 구성이 무엇인지 배웠습니다. 씨 에미 터 전류 I IS 섹션 3.4에서 BJT의. 이 기사를 참조하여 이제 공통베이스 증폭기 회로 아래의 그림 3.12에 표시된 것처럼 BJT가 전류를 증폭 할 수있는 구성을 설계 할 수 있습니다.

그러나 이것을 조사하기 전에 알파 (α)가 무엇인지 배우는 것이 중요합니다.

알파 (a)

DC 모드의 공통 기반 BJT 구성에서 다수 반송파의 영향으로 인해 전류 I 씨 그리고 나 IS 수량 알파로 표현되는 관계를 형성하고 다음과 같이 표시됩니다.

ㅏ dc = 나 씨 / 나 IS -------------------- (3.5)

내가 어디 씨 그리고 나 IS 현재 수준은 운영 지점 . 위의 특성은 α = 1임을 식별하지만 실제 장치 및 실험에서이 양은 약 0.9에서 0.99에 속할 수 있으며 대부분의 경우 범위의 최대 값에 가까워집니다.

여기서 알파는 다수 캐리어에 대해 특별히 정의되어 있기 때문에 식 3.2 우리가 배운 이전 장 이제 다음과 같이 작성할 수 있습니다.

참조 그래프의 특성 그림 3.8 , 내가 IS = 0mA, 나는 씨 결과적으로 가치 = I CBO.

그러나 이전 토론에서 우리는 I의 수준이 CBO 종종 최소이므로 3.8의 그래프에서 거의 식별 할 수 없게됩니다.

의미, 내가 IS = 위에 언급 된 그래프에서 0mA, I 씨 또한 V에 대해 0mA로 바뀝니다. CB 값의 범위.

작동 지점이 특성 곡선 위로 이동하는 ac 신호를 고려할 때 ac 알파는 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

ac 알파에는 다음과 같은 몇 가지 공식적인 이름이 있습니다. 공통 염기, 증폭 인자, 단락. 이러한 이름의 이유는 BJT의 등가 회로를 평가하는 동안 다음 장에서 더 분명해질 것입니다.

이 시점에서 우리는 위의 Eq 3.7이 콜렉터 전류의 비교적 완만 한 변화가 I의 결과적인 변화로 나뉘어진다는 것을 확인할 수 있습니다. IS , 컬렉터-베이스는 일정한 크기입니다.

대부분의 조건에서 ㅏ 과 과 ㅏ dc 서로간에 크기 교환을 허용하는 거의 동일합니다.

공통 기반 증폭기

실제 의도는 ac 응답 만 분석하는 것이기 때문에 위의 그림에는 dc 바이어스가 표시되지 않았습니다.

이전 게시물에서 배웠 듯이 공통 기반 구성 , 그림 3.7에 표시된대로 입력 ac 저항은 매우 미미해 보이며 일반적으로 10 ~ 100ohm 범위 내에서 다양합니다. 같은 장에서 우리는 또한 그림 3.8에서 공통 기반 네트워크의 출력 저항이 상당히 높아 보였지만 일반적으로 50k ~ 1M Ohm 범위에서 변할 수 있습니다.

이러한 저항 값의 차이는 기본적으로 입력 측 (베이스와 에미 터 사이)에 나타나는 순방향 바이어스 접합과베이스와 컬렉터 사이의 출력 측에 나타나는 역 바이어스 접합 때문입니다.

입력 저항에 대해 20 Ohms (위 그림 참조)의 일반적인 값을 적용하고 입력 전압에 대해 200mV를 적용하여 다음을 평가할 수 있습니다. 증폭 수준 또는 다음 해결 예제를 통해 출력 측의 범위 :