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1. 교류증폭기의 주파수 응답 특성
1.1. 저주파 응답 특성
1.1.1. 입력 RC 회로
교류증폭기의 저주파 응답 특성 중 '1.1.1. 입력 RC 회로'는 다음과 같다.
입력 RC 회로는 그림 17-3에서와 같이 입력결합 캐패시터 C_1과 증폭기의 입력저항 R_"in"으로 구성된 회로이다. 이 회로에서 입력전압 V_"in"과 베이스 전압 V_"base" 사이의 관계는 다음과 같이 나타난다.
V_"base" = {R_"in"} over {sqrt {(R_"in" )^{2} +(X_C1 )^{2}}} V_"in"
일반적으로 교류증폭기의 주파수 응답에서 임계주파수 f_c(Critical Frequency)는 입력 RC 회로에서 R_"in"= X_C1이 만족할 때의 주파수로 정의된다. 이 때 임계주파수 f_c는 다음과 같이 계산된다.
X_C1 = {1} over {2 pi f_c C_1} =R_"in"
f_c = {1} over {2 pi R_"in" C_1}
임계주파수 f_c에서 V_"base"는 V_"in"값의 0.707배가 되며, 데시벨로 표현하면 -3dB가 된다.
이와 같이 주파수가 임계값 f_c로 감소하면 입력 RC 회로는 증폭기의 전체이득을 3dB 감소시키게 된다. 주파수가 계속해서 감소하면 전체이득 역시 감소하게 되는데, 이를 롤-오프(Roll-off)라 한다. 예를 들어 주파수 f=0.1f_c인 경우, X_C1 =10R_"in"이 성립하므로 V_"base"와 V_"in"의 비를 데시벨로 표현하면 다음과 같다.
20log_{10} ( {V_"base"} over {V_"in"} ) CONG 20log_{0.1} =20dB
따라서 주파수가 10배씩 감소함에 따라 전체이득은 20dB씩 감소하게 된다.
1.1.2. 출력 RC 회로
출력 RC 회로는 그림 17-5(a)에 나타낸 것처럼 출력결합 캐패시터 C_3, 컬렉터에서 바라본 저항 및 부하저항 R_L로 구성되어 있다. 컬렉터에서 바라본 출력저항을 결정하는 데 있어서 그림 17-5(b)와 같이 트랜지스터는 이상적인 전류원(무한대의 내부 저항)으로 취급되고, R_C의 위쪽은 실효적으로 교류접지된다.
따라서 캐패시터 C_3의 왼쪽 회로(점선부분의 회로)를 테브난 등가회로로 바꾸면 그림 17-5(c)와 같이 등가 전압원과 직렬저항으로 된다. 이러한 RC 회로망에 대한 임계주파수는 다음과 같다.
f_c = 1 / (2π(R_C +R_L)C_3)
이는 출력 결합 캐패시터 C_3와 컬렉터에서 바라본 저항 및 부하저항 R_L로 구성된 RC 회로의 임계주파수를 나타낸다. 주파수가 f_c 이하로 감소하면 ...
