1. 2009. 06. 임한조 아주대학교 전자공학부 hanjolim@ajou.ac.kr
전자 회로 1 Lecture 10 (BJT-II)
임한조
아주대학교 전자공학부
이 강의 노트는 전자공학부 곽노준 교수께서 08.03에 작성한 것으로 노트제공에 감사드림.

2. BJT Summary 전류 방향 Ebers-Moll model Large signal equivalent circuit
June 2008
Nojun Kwak

3. Example 1 Beta = 100, ic = 1mA @ VBE = 0.7V
Objective: ic = 2mA, Vc = 5V
June 2008
Nojun Kwak

4. Large signal operation
June 2008
Nojun Kwak

5. Graphical analysis Operating point (Q) & small signal swing June 2008
Nojun Kwak

6. Head room & leg room A: Rc가 작을 때 B: Rc가 클 때
VCE 가 Vcc에 가깝다.
Positive swing을 Vcc까지밖에 못한다.
 Small head room
B: Rc가 클 때
VCE 가 Vsat (0.1V~0.2V)에 가깝다.
Negative swing이 제한받는다.
 Small leg room
Rc를 적절히 조절하여 적절한 Q point를 만든다.
June 2008
Nojun Kwak

7. 스위치로서의 동작 Cutoff (전류 = 0; Vc = Vcc)와 Saturation mode (전압 = Vsat)를 사용
Edge of saturation:
In saturation mode:
June 2008
Nojun Kwak

8. BJT at DC – Examples 1.동작 모드를 가정 2. 맨 마지막에 verification June 2008
Nojun Kwak

9. More examples
Beta = 30
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10. Still more examples
June 2008
Nojun Kwak

11. Another example (Buffer)
June 2008
Nojun Kwak

12. Biasing Biasing: BJT amp의 (DC) 동작점을 결정해 준다.  not a good idea!
a: 작은 VBE 변화  큰 IC 변화
b: 소자마다 beta가 크게 다름
IE가 VBE와 β의 변화에 영향을 덜 받도록
June 2008
Nojun Kwak

13. Other biasing techniques
Two power supply
C-to-B feedback resistor
Constant current source
- Current mirror (b)로 만들 수 있음
VBE가 Q1,Q2에 대해 같기 때문
June 2008
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14. Small signal operation & models
Common emitter (CE) configuration
소신호 vbe 추가 전체 모델
소신호 vbe 제거 – bias을 잡기 위해서
June 2008
Nojun Kwak

15. Transconductance (gm)
June 2008
Nojun Kwak

16. Input resistances (seen at Base & Emitter)
Small signal input resistance
seen at the base
Small signal input resistance
seen at the emitter 참고
Small signal output resistance
seen at the collector
June 2008
Nojun Kwak

17. Voltage gain (common emitter)
Small signal model
(소신호 모델)에서는
Voltage/current source
(DC 성분)을 0으로 놓고
해석하라.
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18. Transistor models
π모델
T모델
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19. Early effect를 고려한 모델 Example 14,15,16 반드시 풀어볼 것!!! June 2008
Nojun Kwak

20. Amp. 특성 정의 (Chap.1/2의 확장) Output resistance of amp proper
Input resistance with no load
Input resistance
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Nojun Kwak

21. Amp. 특성 정의 (Continued) Open-circuit voltage gain Voltage gain
Short-circuit current gain
Current gain
Short-circuit transconductance
Open-circuit overall voltage gain
Overall voltage gain
AMP. 고유의 특성
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Nojun Kwak

22. Single-Stage (1-BJT) Amplifiers
Operating point (DC bias)
Small signal models
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Nojun Kwak

23. CE (Common-Emitter) Amplifier
Small signal 해석법
CE: 큰 용량 (bypass capacitor)
 short circuit으로 해석
CC1 , CC2 : coupling capacitor
 DC blocking, AC coupling
DC source (voltage & current)
 0으로 놓음
June 2008
Nojun Kwak

24. CE amp.의 특성 Rin : 비교적 작음 (나쁨) Rout: 비교적 큼 (나쁨) Av: 큰 gain (좋음)
비교적 크다. 수 kohm
비교적 작다. 수 kohm
Rin : 비교적 작음 (나쁨)
Rout: 비교적 큼 (나쁨)
Av: 큰 gain (좋음)
High freq. 특성 안 좋음
주로 multi-stage amp의 중간단
(gain을 키우는 단)으로 사용
큰 gain. 수십~수백
June 2008
Nojun Kwak

25. CE Amp with an Emitter Resistance
Emitter에 저항이 있다면 T모델 선호: re와 Re가 series로 연결되므로
June 2008
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26. CE + Emitter 저항의 특성 Input 저항이 (1+gmRe)늘어나는 대신 gain이 (1+gmRe)만큼 줄어듦
- Resistance reflection rule:
Base에서 바라본 저항은 emitter
에서 바라본 저항의 1+β배
ex) rπ vs. re
Input 저항이 (1+gmRe)늘어나는
대신 gain이 (1+gmRe)만큼 줄어듦
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27. CE + Emitter 저항의 특성 (Cont.)
비교적 큰 (small signal) input을
인가할 수 있음.
Rib : (1+gmRe) 만큼 증가
Av: (1+gmRe) 만큼 감소
vi: (1+gmRe) 만큼 증가시킬 수 있음
Gv: less sensitive to β
High freq. response가 좋아짐
(6장에서 다룰 예정)
β에 덜 민감
June 2008
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28. CB (Common-Base) Amp. Input: emitter / output: collector
CC1 , CC2 : coupling capacitor
 DC blocking, AC coupling
 short circuit으로 해석 (소신호 모델에서)
Input: emitter / output: collector
June 2008
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29. CB amp.의 특성 매우 작음 β에 거의 상관 없음 High freq. response가 매우 좋음
(6장에서 다룰 예정)  high freq. amp를 만드는데 사용
unity gain current buffer로 사용
- Rin = 매우 작음,
- Rout = 큼
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Nojun Kwak

30. CC Amp. (Emitter follower)
CC1 , CC2 : coupling capacitor
 DC blocking, AC coupling
 short circuit으로 해석 (소신호 모델에서)
Not unilateral:
- Rin 이 RL에 영향을 받음.
- Rout이 Rsig에 영향을 받음.
June 2008
Nojun Kwak

31. CC Amp.의 특성
: 크다
보통 굉장히 큰 RB를 사용
Emitter follower
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32. CC Amp.의 특성 (Cont.)
June 2008
Nojun Kwak

33. CC Amp.의 특성 (Cont.) :작다 Rin : 크다 Rout: 작다 Gv: ~1 (unity gain)
Multistage amp.의 마지막 단으로 사용
:작다
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34. Summary (CE)
June 2008
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35. Summary (CE+R)
June 2008
Nojun Kwak

36. Summary (CB)
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37. Summary (CC)
June 2008
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38. Internal Capacitances
High frequency hybrid-pi model
Low freq: 1/jwC  inf. (무시할 수 있음, open)
High freq: 더 이상 무시할 수 없음. (C를 고려해야 함)
** 이 강의에서는 freq. response는 다루지 않음.
(전자회로 II에서 다룰 예정)
But, high freq 에서는 C를 short / low freq. 에서는 C를 open
 반드시 기억
June 2008
Nojun Kwak