IC 바이어싱

1. IC 바이어싱

IC 바이어싱은 집적 회로의 트랜지스터와 같은 능동 소자에 안정적인 직류 전류를 공급하는 과정입니다. 전류원, 전류 미러 및 전류 조향 회로를 사용하는 것을 포함하여 활성 장치를 편향시키는 몇 가지 방법이 있습니다. 전류 소스: 전류원은 전압에 관계없이 일정한 전류 출력을 제공하는 회로입니다. 전류원의 가장 간단한 형태는 전압원과 직렬로 연결된 저항입니다. 그러나 이는 저항기가 칩에서 많은 영역을 소비하기 때문에 IC에 그다지 실용적이지 않습니다. 대신, MOSFET와 같은 활성 전류원을 사용할 수 있으며, 이는 보다 안정적이고 제어 가능한 전류 출력을 제공합니다. MOSFET는 소스 팔로어로 구성되며, 게이트 전압은 출력 전류를 제어하는 데 사용됩니다. 전류 미러: 전류 미러는 입력 전류의 크기가 조정된 전류 출력을 생성하는 회로입니다. 이는 입력 트랜지스터와 동일한 구성의 트랜지스터를 사용함으로써 달성되며, 입력 트랜지스터를 통한 전류는 출력 트랜지스터에 미러링됩니다. 커런트 미러는 회로 내의 다수의 트랜지스터들에 안정적인 바이어스 전류를 제공하기 위해 사용될 수 있습니다. 전류 스티어링 회로: 전류-스티어링 회로는 제어 신호에 따라 한 트랜지스터에서 다른 트랜지스터로 전류를 전환할 수 있는 회로입니다. 이는 회로의 다른 부분에 대한 바이어스 전류를 제어하거나 다른 전류 소스 또는 전류 미러 간을 전환하는 데 사용할 수 있습니다. 전반적으로, 전류원, 전류 미러 및 전류 조향 회로는 IC에서 활성 장치를 편향시키기 위한 필수 구성 요소입니다. 이러한 회로는 IC의 적절한 작동에 중요한 활성 장치에 안정적이고 제어 가능한 DC 전류를 제공하는 데 도움이 됩니다.

2. 공통소스(CS) 및 공통이미터(CE) 증폭기

공통 소스(CS) 및 공통 이미터(CE) 증폭기 구성은 작은 신호를 증폭하기 위해 전자 회로에서 일반적으로 사용됩니다. 이러한 증폭기는 저항 부하에 비해 더 안정적인 바이어스 포인트와 더 높은 이득을 제공하는 전류 소스 부하로 구현될 수 있습니다. 전류-소스 부하가 있는 공통 소스 앰프: 전류-소스 부하를 갖는 CS 증폭기에서 증폭 장치로는 MOSFET를 사용하고, 부하로는 전류원을 사용합니다. 입력 신호는 MOSFET의 게이트에 인가되고, 출력은 드레인으로부터 취해집니다. 전류 소스 로드는 저항 로드에 비해 더 안정적인 바이어스 포인트와 더 높은 게인을 제공합니다. 전류 소스 로드가 있는 공통 이미터 앰프: 전류-소스 부하를 갖는 CE 증폭기에서는 증폭 소자로 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)를 사용하고, 부하로는 전류원을 사용합니다. 입력 신호는 BJT의 베이스에 인가되고, 출력은 컬렉터로부터 취해집니다. 전류 소스 로드는 저항 로드에 비해 더 안정적인 바이어스 포인트와 더 높은 게인을 제공합니다. 이러한 두 증폭기 구성은 모두 장점과 단점을 가지고 있습니다. 전류 소스 로드가 있는 CS 앰프는 높은 입력 임피던스와 낮은 출력 임피던스를 제공하므로 입력 임피던스가 높아야 하는 애플리케이션에 적합합니다. 반면 전류원 부하를 갖는 CE 증폭기는 높은 전압 이득과 낮은 입력 임피던스를 제공하므로 전압 이득이 높아야 하는 애플리케이션에 적합합니다. 결론적으로, 전류원 부하를 갖는 CS 및 CE 증폭기는 안정적인 바이어스 포인트와 저항 부하에 비해 더 높은 이득을 제공합니다. 두 구성 중에서 선택할 수 있는 것은 입력 임피던스, 전압 이득 및 출력 임피던스와 같은 애플리케이션의 특정 요구 사항에 따라 달라집니다.

3. 공통게이트(CG) 및 공통베이스(CB) 증폭기

공통 게이트 앰프: 공통게이트(CG) 앰프는 MOSFET의 게이트를 입력으로 사용하고 소스를 출력으로 사용하며 드레인이 접지되는 3단자 앰프 구성입니다. 이 구성에서는 입력 신호가 게이트에 적용되고 출력 신호가 소스에서 가져옵니다. CG 증폭기는 입력 임피던스가 낮고 출력 임피던스가 높아 RF 회로와 같이 낮은 입력 임피던스가 요구되는 애플리케이션에 적합합니다. 공통 베이스 앰프: 공통베이스(CB) 앰프는 BJT의 베이스를 입력으로 사용하고, 이미터를 출력으로 사용하며, 컬렉터를 접지시키는 3단자 앰프 구성입니다. 이 구성에서는 입력 신호가 베이스에 적용되고 출력 신호가 이미터에서 가져옵니다. 공통베이스(CB) 앰프는 낮은 출력 임피던스와 높은 입력 임피던스를 가지므로 오디오 앰프와 같이 낮은 출력 임피던스가 요구되는 애플리케이션에 적합합니다.

4. 케스코드 증폭기

케스코드 증폭기는 공통 소스(CS) 또는 공통 에미터(CE) 증폭기 단을 공통 게이트(CG) 또는 공통 베이스(CB) 증폭기 단과 결합하여 단일 단 증폭기에 비해 증가된 이득, 향상된 대역폭 및 향상된 선형성을 제공하는 2단계 증폭기 구성입니다. 케스코드 증폭기에 있어서, 제1단은 전압 이득을 제공하는 CS 또는 CE 증폭기이고, 제2단은 전류 이득을 제공하는 CG 또는 CB 증폭기이다. 제1 스테이지의 출력은 제2 스테이지의 입력과 연결됩니다. 캐스코드 증폭기는 종종 RF 및 오디오 애플리케이션과 같은 고성능 증폭기의 빌딩 블록으로 사용됩니다. 케스코드 증폭기의 주요 장점은 높은 이득과 향상된 선형성입니다. 높은 이득은 첫 번째 단계의 전압 이득에 두 번째 단계의 전류 이득을 곱하기 때문에 달성됩니다. 개선된 선형성은 두 번째 단계가 높은 출력 임피던스를 제공하여 첫 번째 단계에서 부하의 영향을 감소시키기 때문에 달성됩니다. 케스코드 증폭기는 또한 1단 증폭기에 비해 향상된 대역폭을 제공하는데, 이는 1단의 출력 캐패시턴스가 2단에 의해 감소되어 밀러 캐패시턴스의 효과가 감소하기 때문입니다. 케스코드 증폭기의 주요 단점은 2개의 활성 장치와 더 많은 구성 요소를 필요로 하기 때문에 단일 단계 증폭기에 비해 비용과 복잡성이 높다는 것입니다. 결론적으로, 케스코드 증폭기는 1단 증폭기에 비해 증가된 이득, 향상된 선형성 및 향상된 대역폭을 제공하는 2단 증폭기 구성입니다. 그것의 주요 장점은 높은 성능이지만, 그것은 더 높은 비용과 복잡성을 필요로 합니다.