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차동 증폭기
- 기존 증폭기의 문제점 : 입력에 포함된 노이즈 역시 증폭시킴
- 차동 증폭기 Gain : Vout=Av(Vin1−Vin2)V_{out}=A_v(V_{in1}-V_{in2})
- 차동 입력의 Bias가 달라지는 경우, 더 높은 Bias쪽으로 모든 전류가 흐르므로 증폭기 동작을 위해서는 Common Bias를 적용하여야 함
- VC1=V+ΔVV_{C1}=V+\Delta V, VC2=V−ΔVV_{C2}=V-\Delta V
- gm≡ΔICΔVBEg_m\equiv\frac{\Delta I_C}{\Delta V_{BE}}이고, IEEI_{EE}는 양 트랜지스터에 똑같이 분배되므로
IC1=IE2+gmΔVI_{C1}=\frac{I_E}{2}+g_m\Delta V, IC2=IE2−gmΔVI_{C2}=\frac{I_E}{2}-g_m\Delta V - VX=VCC−IC1RCV_X=V_{CC}-I_{C1}R_C, VY=VCC−IC2RCV_Y=V_{CC}-I_{C2}R_C
Half Circuit
- small-signal
- P부분 양측 노드의 전압이 같으므로, Virtual Ground로 판단할 수 있음<b/r>
- 즉 Vout1=−gmRCVin1V_{out1}=-g_mR_CV_{in1}, Vout2=−gmRCVin2V_{out2}=-g_mR_CV_{in2}
- 차동 증폭 Gain Av=Vout1−Vout2Vin1−Vin2=−gmRCA_v=\frac{V_{out1}-V_{out2}}{V_{in1}-V_{in2}}=-g_mR_C
- Common Bias를 갖는 차동 증폭기는 절반으로 나누어서 더 편하게 해석할 수 있음을 알 수 있다.
- ex.
- Half-circuit 해석 시 R1, R2는 분리
- Q3은 ror_o로 해석
- ∴Av=−gm1[ro1∣∣ro3∣∣R1]\therefore A_v=-g_{m1}[r_{o1}||r_{o3}||R_1]
- ex 2.
- 공통된 노드에 저항이 하나뿐인 경우 1/2로 나누어 해석
- Av=−RC1/gm+RE/2A_v=-\frac{R_C}{1/g_m+R_E/2}
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