ssearchivve 님의 블로그

이전 시간에 알아보았던 식으로는 신호의 작은 변화에 대해서도 복잡한 식을 풀어야 합니다. 소신호 모델을 이용하면 비선형적인 식을 선형적으로 바꾸어줍니다. 따라서 미리 계산한 식을 이용해서 근사적으로 결과를 구할 수 있습니다. BJT 트랜지스터를 소신호 모델로 변환했던 것처럼 MOSFET도 소신호 모델로 변환할 수 있습니다.1) nMOS 소신호 모델 V_GS는 게이트와 소스 사이의 전압 차이입니다. gm은 Transconductance라고 부르며 입력 전압이 전류에 얼마나 영향을 주는지를 결정하는 요소입니다. 컬렉터에서 흘러 들어오는 전류의 크기가 트랜스컨덕턴스(gm)와 V_GS의 전압으로 결정되는 것을 볼 수 있습니다. MOSFET의 트랜스컨덕턴스(gm)은 위와 같은 식으로 구할 수 있습니다.2) Cha..

1) 문턱 전압 MOSFET은 게이트의 전압을 조절해 드레인과 소스 사이의 전류 흐름을 제어합니다.게이트의 전압이 특정 전압보다 작으면 전류가 차단됩니다. 반대로 게이트의 전압이 특정 전압보다 크면 전류가 흐를수 있습니다. MOSFET의 전류 차단을 결정하는 특정 전압은 V_TH 문턱 전압이라고 합니다. 문턱 전압은 반도체의 종류, 산화막의 두께, 도핑 농도 등에 따라 결정되는 상수입니다.2) MOSFET의 전류 모스펫의 게이트는 전류가 흘러가는 길이라고 볼 수 있기 떄문에 저항과 비슷한 논리가 성립합니다. 게이트의 길이가 길수록 저항이 커지면서 전류의 크기가 작아질 것입니다. 게이트의 폭이 넓어지면 저항이 작아지면서 전류의 크기가 커질 것입니다.3) MOSFET의 전류 영역 MOSFET은 게이트의 전압..

지난 시간까지는 BJT 트랜지스터에 대해서 알아보았습니다. 오늘부터는 MOSFET이라는 새로운 소자에 대해 알아보겠습니다. MOSFET도 BJT 트랜지스터와 마찬가지로 전류의 흐름을 조절하는 소자입니다.1) MOSFET의 구조 MOS는 Metal - Oxide - Semiconductor를 의미합니다. MOSFET은 이름처럼 금속, 절연체, 반도체를 쌓은 구조로 만들어집니다. MOSFET은 Gate의 전압을 조절해 Soure와 Drain 사이의 전류 흐름을 제어합니다. MOSFET의 종류에는 nMOS와 pMOS가 있습니다. nMOS는 Source와 Drain에 n형 반도체를 사용하고 pMOS는 Source와 Drain에 p형 반도체를 사용합니다. nMOS는 소스 -> 드레인 방향으로 전류가 흐릅니다. p..

1) 다음 회로의 input impedance를 구하시오 BJT 트랜지스터의 베이스에서 본 임피던스는 r_ π입니다.  R1 뒤에 R2와 r_ π가 병렬로 연결되어 있는 형태로 볼 수 있습니다. 따라서 input impedance는 R1 + R2 // r_ π입니다.2) 다음 회로의 input / output impedance 그리고 전압 gain을 구하시오 위 회로는 input이 베이스에 있고 output이 컬렉터에 있습니다. 따라서 CE stage임을 알 수 있습니다. Q1의 이미터 밑에 부분을 나타낸 회로입니다. 해당부분의 임피던스를 구하면 r_ π2 // (1 / gm2) 입니다. 따라서 해당 부분은 r_ π2 // (1 / gm2)의 저항으로 바꿔줄 수 있습니다. 이제 완전히 CE stage로 ..

BJT 트랜지스터 회로를 분석하기 전에 트랜지스터 분석 방법을 간략하게 정리하겠습니다.0) BJT 임피던스 베이스에서 본 BJT 트랜지스터의 임피던스는 r_ π 입니다. 컬렉터에서 본 BJT 트랜지스터의 임피던스는 ro 입니다. 이미터에서 본 BJT 트랜지스터의 임피던스는 1 / gm 입니다.1) CE stage 베이스로 input을 받고 컬렉터로 output이 나오는 회로입니다.2) CB stage 이미터로 input을 받고 컬렉터로 output이 나오는 회로입니다.3) Emitter follower 베이스로 input을 받고 이미터로 output이 나오는 회로입니다. input과 output 노드의 위치를 통해 어떤 BJT 증폭기인지 결정합니다. 그 후 해당하는 BJT 증폭기 식을 통해 gain, i..

1) Emitter follower 임피던스와 전압 gain Emitter follower란 BJT트랜지스터를 이용한 증폭기로 베이스로 입력을 받고 이미터로 출력을 내보내는 구조를 가집니다. small signal model로 변환할때 DC전압은 small signal에 영향을 주지 않기 떄문에 그라운드로 표시할 수 있습니다. 베이스로부터 흘러 들어오는 전류를 I_in이라 하겠습니다. I_in은 v_ π / r_ π와 같은 전류이기 떄문에 I_in = v_ π / r_ π가 성립합니다. 베이스로부터 들어오는 전류는 v_ π / r_ π이고 컬렉터에서 들어오는 전류는 gm v_ π입니다. 이미터로 나가는 전류는 (V_in - v_ π) / R_E 입니다. v_ π / r_ π + gm v_ π =  (V_..

1) CB stage 임피던스와 전압 gain CE stage란 BJT트랜지스터를 이용한 증폭기로 이미터로 입력을 받고 컬렉터로 출력을 내보내는 구조를 가집니다. small signal model로 변환할때 DC전압은 small signal에 영향을 주지 않기 떄문에 그라운드로 표시할 수 있습니다. 따라서 왼쪽과 같은 CB stage를 오른쪽과 같은 small signal model로 변환할 수 있습니다. Input impedance를 구하기 위해 이미터에서 나오는 전류를 I_in이라고 정합니다. 컬렉터에서 gm v_ π의 전류가 흘러 들어오고 있고 베이스로는 v_ π / r_ π의 전류가 흘러 나가고 있습니다. V_in + v_ π = 0이 성립하기 때문에 v_ π = - V_in임을 확인할 수 있습니..

1) CE stage 임피던스와 전압 gainCE stage란 BJT트랜지스터를 이용한 증폭기로 베이스로 입력을 받고 컬렉터로 출력을 내보내는 구조를 가집니다. 왼쪽 그림은 CE stage의 가장 기본적인 구조고, 오른쪽은 이를 small signal model로 변환한 것입니다. 위 회로의 임피던스와 전압 gain을 구해보겠습니다. input(베이스)에서 보았을 때 회로의 저항은 r_ π입니다. 따라서 input impedance는 r_π입니다. output(컬렉터)에서 보았을 때 회로의 저항은 R_c입니다.  따라서 output impedance는 R_c입니다. v_ π는 베이스와 이미터 사이의 전압 차이에 해당합니다. 베이스에는 V_in의 전압이 걸려 있고, 이미터 전압은 0이기 때문에 v_ π는 ..

이전 시간에 알아보았던 식으로는 신호의 작은 변화에 대해서도 복잡한 식을 풀어야 합니다. 소신호 모델을 이용하면 비선형적인 식을 선형적으로 바꾸어줍니다. 따라서 미리 계산한 식을 이용해서 근사적으로 결과를 구할 수 있습니다.1) npn 트랜지스터 소신호 모델 소신호 모델을 이용하면 왼쪽과 같은 npn BJT 트랜지스터를 오른쪽과 같이 바꿀 수 있습니다. r_ π는 베이스와 이미터 사이 저항의 크기입니다. v_ π는 r_ π에 걸리는 전압입니다. gm은 Transconductance라고 부르며 입력 전압이 전류에 얼마나 영향을 주는지를 결정하는 요소입니다. 컬렉터에서 흘러 들어오는 전류의 크기가 트랜스컨덕턴스(gm)와 v_ π의 전압으로 결정되는 것을 볼 수 있습니다. r_ π는 gm과 β를 이용해서 수할..

1) npn 트랜지스터 npn 트랜지스터는 V_C > V_B > V_E를 만족합니다. npn 트랜지스터의 전류 전압 관계 식을 알아보겠습니다. npn 트랜지스터의 컬렉터 전류는 위와 같이 구할 수 있습니다. I_s는 포화전류로 다이오드의 온도와 재료에 의해 결정되는 특성입니다. 대부분의 경우 상수로 주어집니다. V_T는 thermal voltage로 주로 상수로 주어집니다. V_BE는 베이스 전압 - 이미터 전압입니다. npn 트랜지스터에서는 위 그림과 같이 전류가 흐르게 됩니다, 따라서 컬렉터 전류와 메이스 전류의 합은 이미터 전류가 됩니다. β는 current gain으로 다이오드의 온도와 재료에 의해 결정되는 특성입니다. 대부분의 경우 상수로 주어집니다. 이 3개의 식을 이용해 다이오드의 전류 전압..