소신호 증폭기는 어떻게 작동하나
강의 요약
마이크는 아주 작은 신호(예: 20 mVpp)를 냅니다. 이걸 스피커를 울릴 만큼 키우려면 전압도 전력도 키워야 합니다. 변압기로 전압만 올리면 전력은 그대로(P = V·I)라 소용이 없죠 — 그래서 트랜지스터가 필요합니다.
공통이미터 증폭기의 원리는 이렇습니다. 베이스 전압이 오르면 컬렉터 전류가 커지고, 그 전류가 컬렉터 저항 Rc를 지나며 전압을 만듭니다: V_C = Vcc − I_C·Rc. 전류가 커질수록 컬렉터 전압은 내려갑니다 — 그래서 입력이 오르면 출력이 내려가는 180° 반전이 생깁니다.
제대로 증폭하려면 트랜지스터를 선형 영역(베이스가 이미터보다 ≈ 0.7 V 위)에서 동작시키고, 무신호 때 컬렉터 전압을 Vcc/2에 두어야 위·아래로 대칭 스윙합니다. 출력이 Vcc를 넘거나 0 아래로 가려 하면 파형 끝이 잘리는 클리핑(왜곡)이 생깁니다.
단순 회로는 이득이 hfe(트랜지스터 개체·온도차)에 크게 의존해 불안정합니다. 그래서 이미터 저항 Re로 부귀환을 주면 이득이 Av ≈ Rc / Re로 정해져 트랜지스터와 무관하게 안정해집니다. 여기에 전압분배 바이어스(R1·R2)로 베이스 전압까지 안정시키면 완성입니다. 더 큰 AC 이득이 필요하면 이미터 바이패스 커패시터로 Re를 교류적으로 없애면 되지만, 이득이 커지는 만큼 왜곡도 늘고 대역폭은 줄어듭니다.
아래에서 입력 진폭, Rc, Re를 움직여 보세요. 회로의 컬렉터 전압 V_C가 실시간으로 바뀌고, 오른쪽 파형에서 증폭·반전·클리핑이 그대로 보입니다.
각 부품의 역할
▶ 이론 강의 (영상)
이 개념을 영상으로 설명합니다 (SimuLab 유튜브).
연습문제 풀이 강의
이 이론 아래에 연습문제 풀이 영상을 계속 이어 붙입니다. 목록은 자유롭게 추가·순서 변경·교체·업데이트할 수 있습니다. 문제를 누르면 위 플레이어에서 바로 재생됩니다.
연습 퀴즈
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