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전자회로실습 12. Swamped 증폭기

"전자회로실습 12. Swamped 증폭기"에 대한 내용입니다.
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한컴오피스
최초등록일 2025.08.22 최종저작일 2018.01
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전자회로실습 12. Swamped 증폭기
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    • 🔬 전자회로의 Swamped 증폭기 핵심 원리를 상세히 설명
    • 📊 Normal amplifier와 Swamped amplifier의 명확한 비교 제공
    • 🧠 회로 안정성과 성능 개선 메커니즘을 논리적으로 분석
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    소개

    "전자회로실습 12. Swamped 증폭기"에 대한 내용입니다.

    목차

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    본문내용

    1. 에미터 귀환전항 re를 삽입

    전압이득 계산
    Vin=Ie*(re+re')
    Vout=Ic*Rc
    전압이득A=Vout/Vin=Ic*Rc/ {Ie*(re+re') }
    A=Rc/(re+re')
    여기서 re>>re'이라면
    결국 전압이득 A=rc/re 가 됨 ---1) 전압이득 안정
    Zin(base)=β*re ---- 2) 증가됨

    참고자료

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  • AI와 토픽 톺아보기

    • 1. Swamped 증폭기의 기본 원리
      Swamped 증폭기는 이미터 저항(Re)을 통해 음의 피드백을 도입하는 회로 구성으로, 증폭기의 안정성을 크게 향상시킵니다. 기본 원리는 신호가 증가하면 이미터 전류도 증가하여 Re 양단의 전압강하가 커지고, 이는 베이스-이미터 간 전압을 감소시켜 신호 증폭을 제한하는 음의 피드백 메커니즘입니다. 이러한 자동 조절 특성으로 인해 온도 변화나 트랜지스터 특성 편차에 대한 저항성이 우수합니다. 다만 이미터 저항으로 인한 전압강하로 인해 이용 가능한 출력 스윙이 감소하고 전압 이득이 감소하는 단점이 있습니다. 실무에서는 이러한 장단점을 고려하여 회로 설계 시 Re 값을 신중하게 선택해야 합니다.
    • 2. Normal 증폭기와 Swamped 증폭기의 비교
      Normal 증폭기는 이미터가 접지되어 있어 높은 전압 이득을 제공하지만, 트랜지스터의 베이스-이미터 전압(Vbe) 변화에 민감하여 바이어스 포인트가 불안정합니다. 반면 Swamped 증폭기는 이미터에 저항을 삽입하여 음의 피드백을 제공하므로 바이어스 안정도가 우수합니다. 전압 이득 측면에서 Normal 증폭기가 더 높지만, Swamped 증폭기는 이득이 더 안정적이고 예측 가능합니다. 주파수 응답 특성도 다르며, Swamped 증폭기는 일반적으로 더 넓은 대역폭을 제공합니다. 설계 목표가 최대 이득이면 Normal 증폭기를, 안정성과 신뢰성이 중요하면 Swamped 증폭기를 선택하는 것이 적절합니다.
    • 3. Bias 안정도와 Re의 관계
      이미터 저항 Re는 바이어스 안정도에 직접적인 영향을 미치는 핵심 요소입니다. Re가 증가할수록 음의 피드백이 강해져 바이어스 포인트의 안정도가 향상됩니다. 온도 상승으로 Vbe가 감소하거나 트랜지스터 베타가 변할 때, Re가 크면 이미터 전류 변화를 제한하여 바이어스 포인트 드리프트를 억제합니다. 그러나 Re가 과도하게 크면 필요한 이미터 전압강하가 커져 공급 전압 활용도가 감소하고, 출력 스윙 범위가 제한됩니다. 따라서 실제 설계에서는 충분한 안정도를 확보하면서도 회로 성능을 유지할 수 있는 최적의 Re 값을 선택해야 합니다. 일반적으로 Re는 Rc의 10~20% 정도로 설정하는 것이 권장됩니다.
    • 4. 입력 임피던스의 특성
      Swamped 증폭기의 입력 임피던스는 이미터 저항 Re의 존재로 인해 Normal 증폭기보다 높습니다. 음의 피드백이 입력 임피던스를 증가시키는 효과를 가지기 때문입니다. 입력 임피던스는 대략 Zin ≈ β(re + Re)로 표현되며, Re가 클수록 입력 임피던스도 커집니다. 이는 신호원으로부터의 로딩 효과를 감소시켜 신호 전달 효율을 개선합니다. 그러나 입력 임피던스가 과도하게 높으면 회로의 주파수 응답이 영향을 받을 수 있습니다. 실제 응용에서는 입력 임피던스 요구사항과 주파수 특성을 함께 고려하여 Re를 설계해야 합니다. 고임피던스 신호원을 다루는 경우 Swamped 증폭기의 높은 입력 임피던스는 매우 유리한 특성입니다.

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