Ⅳ-1. 음되먹임 증폭 회로

1. 음되먹임 증폭 회로

① 되먹임(feedback) : 증폭 회로에서 출력의 일부를 적절한 방법으로 입력측으로 되돌리는 것.
- 양되먹임(positive feedback, PFB) : 입력신호 V_i와 되먹임 성분 V_f가 동위상(0°)
- 음되먹임(negative feedback, NFB) : V_i와 V_f가 역위상(180°)
② 일반적으로 음되먹임은 증폭 회로에 양되먹임 회로는 발진 회로에 이용된다.

(1) 간단한 음되먹임 회로

① 아래 그림과 같이 증폭 회로의 이미터에 저항 R_E만 넣으면 음되먹임이 이루어진다.

② 음되먹임이 되는 이유 : 저항 R_E에 생기는 전압 v_f는 v_f=R_Ei_e≒R_Ei_c로 되며, 출력 v_o에 비례한 전압이 된다. v_f와 입력 단자에 가해진 입력 v_i는 서로 역위상의 관계로 트랜지스터의 베이스-이미터에 가해진다. 결국 음되먹임이 이루어짐을 알 수 있다.

(2) 음되먹임 증폭 회로의 특성

① 전류 되먹임 : 저항 R_E 양단에 걸리는 되먹임 전압 v_f가 출력 전류 i_c에 비례하므로 전류 되먹임(또는 직렬 되먹임)이라 한다.
② 전압 되먹임 : 출력 전압의 일부 또는 전부를 입력측으로 되먹임시키는 방식으로 병렬 되먹임이라고도 한다.
③ 블록선도 : 출력에서 되먹임 성분을 빼내어 입력에 가한다는 것을 전체적인 계통도로 그린 것.

[1] 증폭도

아래는 위의 '간단한 음되먹임 회로'에 대한 증폭도 설명이다.

① 증폭 회로만(R_E가 없을 때, 음되먹임 없음)의 증폭도 : (이때 R'_L은 R₂와 R_L의 병렬 합성저항)
② 되먹임 회로의 되먹임률 :
③ 음되먹임 증폭 회로의 증폭도 :

[2] 음되먹임 증폭 회로의 특징

① 주파수 특성이 개선된다.
의 관계에서 A가 A₀보다 작게 되는 비율은 A₀이 클수록 크다. 증폭도 A는 A₀보다 작게되지만, 저주파나 고주파의 영역에서는 A₀보다 크게 작아지지 않아 주파수 대역폭이 넓어져 주파수 특성이 개선된다.
② 트랜지스터 상수나 전원 전압 등의 변화에도 증폭도가 그다지 영향을 받지 않는다.
위의 식에서 β를 크게(β》1/A₀ )했을 경우 A는 A≒1/β 즉, 증폭도는 되먹임률로 결정되므로 트랜지스터 상수나 전원 전압 변동과 관계가 적다.
③ 일그러짐(진폭 일그러짐가 위상 일그러짐)을 감소시킬 수 있다.
④ 입·출력 임피던스(입력 임피던스는 높게, 출력 임피던스는 작게)를 변화시킬 수 있다.
⑤ 내부 잡음(신호대 잡음비, S/N)의 감소시킬 수 있다.
⑥ 특정한 주파수에도 증폭도가 급격히 상승하든지, 때로는 발진을 일으킬 때가 있다.

[3] 음되먹임의 방식

① 전압 직렬 되먹임

② 전압 병렬 되먹임

③ 전류 병렬 되먹임

④ 전류 직렬 되먹임

(3) 2단 증폭 회로의 음되먹임

[1] 회로 동작

① R_F 가 없을 경우 : TR₁ 회로는 이미터 저항 R_E1에 의한 전류 되먹임 회로가 되고, TR₂ 회로는 보통 증폭 회로가 된다.
② R_F 가 있을 경우 : 출력 V_o에 비례한 전압 V_f가 R_E1의 양단에 생긴다.
R_E1《R_F, R'_L《R_F이면 V_o와 V_f의 관계는 로 된다.
③ 그 위상은 v_f는 v_i와 역위상이 되므로 음되먹임이 된다.