증폭기의 저주파 응답

1.증폭기의 저주파 응답

증폭기의 저주파 응답은 저주파로 신호를 증폭하는 능력을 의미합니다. 저주파 응답은 오디오 신호 또는 저주파 구성 요소를 사용하여 다른 신호를 증폭하는 데 사용되는 증폭기에 특히 중요합니다. 공통 소스 앰프: 공통 소스 증폭기는 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)을 사용하는증폭기의 일종입니다. 공통 소스 증폭기의 저주파 응답은 커플링 커패시터와 부하 저항에 의해 결정됩니다. 커플링 커패시터는 입력 신호의 DC 성분을 차단하고 AC 성분이 앰프로 통과하도록 합니다. 그러나 이러한 커패시터에는 신호를 감쇠시키기 시작하는 차단 주파수가 있습니다. 이 컷오프 주파수는 다음과 같습니다 f = 1 / (2µRC) 여기서 f는 차단 주파수, R은 로드 저항, C는 커플링 커패시터입니다. 입력 신호의 주파수가 감소함에 따라 커플링 커패시터의 용량성 리액턴스가 증가하고 커플링 커패시터는 신호를 감쇠시키기 시작합니다. 이는 저주파에서 증폭기의 이득을 감소시키는 결과를 초래합니다. 공통 방출기 증폭기: 커먼-이미터 증폭기는 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)를 이용하는 증폭기의 한 종류입니다. 공통 이미터 증폭기의 저주파 응답은 커플링 커패시터, 입력 저항 및 부하 저항에 의해 결정됩니다. 입력 캐패시터는 입력 신호의 DC 성분을 차단하고 AC 성분이 앰프로 통과하도록 합니다. 그러나 공통 소스 증폭기의 커플링 커패시터와 마찬가지로 입력 커패시터는 신호를 감쇠시키기 시작하는 컷오프 주파수를 가집니다. 이 컷오프 주파수는 다음과 같습니다 f = 1 / (2µRiCi) 여기서 f는 차단 주파수, Ri는 입력 저항, Ci는 입력 캐패시터입니다. 입력 신호의 주파수가 감소함에 따라 입력 캐패시터의 용량성 리액턴스가 증가하고, 입력 캐패시터가 신호를 감쇠하기 시작합니다. 요약하자면, 이산 회로 공통 소스 및 공통 이미터 증폭기의 저주파 응답은 커플링 커패시터와 부하 및 입력 저항뿐만 아니라 저주파에서 이러한 구성 요소의 용량성 리액턴스에 의해 영향을 받습니다. 커패시터의 차단 주파수는 증폭기가 입력 신호를 효과적으로 증폭할 수 있는 주파수 범위의 하한을 결정합니다.

2. MOSFET과 BJT의 내부용량효과

MOSFET와 BJT의 내부 용량 효과는 고주파에서의 동작을 분석할 때 고려해야 하는 중요한 요소입니다. 이러한 용량성 효과는 장치 내에 존재하는 고유 용량으로부터 발생하며, 이는 고주파 회로에서 장치의 성능에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. MOSFET: 게이트-소스 캐패시턴스(Cgs) - 이 캐패시턴스는 MOSFET의 게이트와 소스 단자 사이에 존재하며, 게이트와 소스 영역이 겹치기 때문입니다. 이것은 MOSFET에서 지배적인 정전용량이며 게이트 저항과 병렬로 커패시터로 모델링할 수 있습니다. 게이트-드레인 캐패시턴스(Cgd) - 이 캐패시턴스는 MOSFET의 게이트와 드레인 단자 사이에 존재하며, 게이트와 드레인 영역이 겹치기 때문입니다. Cgs보다 작지만 여전히 고주파 성능에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 드레인-소스 캐패시턴스(Cds) - 이 캐패시턴스는 MOSFET의 드레인과 소스 단자 사이에 존재하며 드레인과 소스 영역 주변의 고갈 영역 때문입니다. 일반적으로 Cgs 및 Cgd보다 작습니다. 높은 주파수에서 MOSFET을 모델링하기 위해, 작은 신호 등가 회로가 사용됩니다. 이 회로는 각각의 저항과 병렬로 내부 용량을 포함합니다. MOSFET의 입력 임피던스는 게이트 저항과 Cgs 및 Cgd의 병렬 조합의 직렬 조합으로 모델링할 수 있습니다. 출력 임피던스는 드레인 저항과 Cds 및 Cgd의 병렬 조합의 직렬 조합으로 모델링할 수 있습니다. BJT: 베이스-이미터 캐패시턴스(Cbe) - 이 캐패시턴스는 BJT의 베이스 및 이미터 단자 사이에 존재하며 베이스 및 이미터 영역 주변의 고갈 영역 때문입니다. 베이스-컬렉터 캐패시턴스(Cbc) - 이 캐패시턴스는 BJT의 베이스와 컬렉터 단자 사이에 존재하며 베이스와 컬렉터 영역 주변의 고갈 영역 때문입니다. 고주파에서 BJT를 모델링하기 위해 작은 신호 등가 회로가 사용됩니다. 이 회로는 각각의 저항과 병렬로 내부 용량을 포함합니다. BJT의 입력 임피던스는 베이스 저항과 Cbe와 Cbc의 병렬 조합의 직렬 조합으로 모델링할 수 있습니다. 출력 임피던스는 컬렉터 저항과 Cbc의 병렬 조합의 직렬 조합으로 모델링할 수 있습니다.