전기 및 전자

BJT 증폭기 및 이미터 팔로어 계산기

NPN/PNP의 바이어스, 부하 이득, 저항 및 신호 스윙을 계산합니다.

입력값

계산 모드

트랜지스터 종류

바이어스 회로

공급 전압 · VCC · V

상부 바이어스 저항 · R1 · kΩ

하부 바이어스 저항 · R2 · kΩ

컬렉터 저항 · RC · kΩ

이미터 저항 · RE · kΩ

DC 전류 이득 · β · hFE

베이스-이미터 전압 크기 · V

컬렉터-이미터 포화 전압 크기 · V

AC에서 이미터 저항 바이패스

저항 · RL (AC) · kΩ

저항 · RS · kΩ

전압 · VT · mV

입력 전압 · Vpk · mV

DC 전류는 크기이며 전압은 접지 기준입니다. AC 커패시터는 단락, VBE와 β는 고정입니다. 활성 바이어스만 사용하며 얼리 효과와 주파수 효과는 제외합니다. RL은 AC 전용, Rout은 RL 제외, 스윙은 근사값입니다.

계산 결과

IC: —

VCE: —

전압 · Vout,DC: —

전압 이득 · Av,S: —

전압 이득 · Av,B: —

저항 · Rin: —

저항 · Rout: —

gm: —

rπ: —

전압 · Vout,pk: —

최댓값 · Vout,pk: —

공식—

공통 이미터 이득과 이미터 팔로어 부하 비교하기

DC 바이어스 후 중간대역 소신호 이득을 추정합니다. 공통 이미터, 팔로어, 소스 부하와 클리핑 여유를 비교합니다. 주파수 의존 커패시터, 트랜지스터 출력 저항, 잡음과 상세 왜곡은 포함하지 않습니다.

단계별 사용 방법

극성, 바이어스와 구성을 선택합니다. 소신호 해석 전에 활성 DC 동작점을 확보합니다.
AC 부하, 소스 저항, 입력 피크와 열전압을 입력합니다. 공통 이미터에서는 이상적 이미터 저항 바이패스를 선택합니다.
소스-출력과 베이스-출력 이득, 입력 저항과 출력 피크를 비교합니다. 클리핑 경고와 출력 저항을 확인합니다.

설정 및 제한

이미터 바이패스: 이상적 바이패스는 DC 바이어스를 유지하면서 AC 이미터 피드백을 제거합니다. 이득은 커지고 입력 저항은 보통 줄어듭니다. 실제 커패시터는 주파수 의존적입니다.
소스와 부하: 소스 저항은 베이스 신호를 감쇠합니다. 커패시터 결합 AC 부하는 이득과 여유에 영향을 주지만 DC 바이어스 계산에는 들어가지 않습니다.
소신호 가정: 열전압과 바이어스 전류가 트랜스컨덕턴스를 정합니다. 클리핑 추정은 예상 피크를 여유와 비교하며 왜곡을 시뮬레이션하지 않습니다.

실습 예제

공통 분압 예제에서 바이패스 없는 경우와 있는 경우를 비교합니다. 바이어스는 같지만 이득과 입력 저항이 바뀝니다.

예제 입력

NPN; VCC = 12 V; R1 = 47 kΩ; R2 = 10 kΩ
RC = 4.7 kΩ; RE = 1 kΩ; β = 100
VBE = 0.7 V; VCE(sat) = 0.2 V; VT = 25.85 mV
RL = 10 kΩ; RS = 1 kΩ; Vin,pk = 10 mV

예상 결과
CE / CE+Cb / EF	Gsource	Rin	Vout,pk	Rout
CE	−2.744393 V/V	7.634495 kΩ	27.443927 mV	4.7 kΩ
CE + Cb	−98.277923 V/V	1.615793 kΩ	982.779227 mV	4.7 kΩ
EF	0.864522 V/V	7.579523 kΩ	8.645220 mV	27.924813 Ω

팔로어로 전환합니다. 전압 이득은 단위값보다 작지만 낮은 출력 저항이 버퍼에 유용할 수 있습니다. 팔로어 모드에서는 컬렉터 저항을 쓰지 않습니다.

질문 및 문제 해결

이득이 음수인 이유는 무엇인가요?

공통 이미터는 반전하고 팔로어는 반전하지 않습니다. 크기만 보지 말고 부호가 있는 이득을 비교합니다.

왜 소신호 결과가 없나요?

차단이나 포화에서는 활성 모델이 무효입니다. AC 이득 비교 전에 DC 동작점을 수정합니다.

클리핑 검사 통과가 낮은 왜곡을 뜻하나요?

아니요. 심한 클리핑 전에도 비선형성이 있습니다. 신호를 줄이고 실제 회로 응답, 바이어스 안정성과 왜곡을 확인합니다.