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다음 회로는 FET를 이용한 Coltage-series 궤환 증폭회로이… | [정보통신산업기사 필기] 21년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[정보통신산업기사 필기] 21년 3회차
다음 회로는 FET를 이용한 Coltage-series 궤환 증폭회로이다. 궤환이 없을 때 전압이득 AV는? (단, FET의 드레인 저항은 rd, 전달 컨덕턴스 gm, 증폭률 μ = gmrd)
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해설

궤환이 없을 때 전압이득은 AV=μRrd+RA_V=\dfrac{\mu R}{r_d+R}입니다.

그림은 드레인이 VCCV_{CC}에 연결되고 소스와 접지 사이의 저항 R 양단에서 출력 VoV_o를 꺼내는 소스 폴로어(전압-직렬 궤환) 회로입니다. FET를 전압원 μvgs\mu v_{gs}와 내부저항 rdr_d로 등가화하면 R과 직렬 회로가 됩니다.

궤환을 무시하면 vgs=Vsv_{gs}=V_s이므로 Vo=μVs⋅Rrd+RV_o=\mu V_s\cdot\dfrac{R}{r_d+R}, 따라서 AV=μRrd+RA_V=\dfrac{\mu R}{r_d+R}입니다.

  • μRrd+(1+μ)R\dfrac{\mu R}{r_d+(1+\mu)R}: 출력 전압이 게이트-소스 전압을 깎는 궤환을 반영한, 궤환이 있을 때의 이득입니다.
  • rd+(1+μ)Rrd+R\dfrac{r_d+(1+\mu)R}{r_d+R}: 궤환율 β=1\beta=1일 때의 이득 감소 비율 1+βAV1+\beta A_V에 해당하는 식입니다.
  • rd1+μ\dfrac{r_d}{1+\mu}: 분자·분모가 저항과 무차원 수라 결과가 저항 차원입니다(소스 쪽에서 들여다본 FET 출력 저항, μ가 크면 약 1/gm1/g_m). 무차원인 전압이득이 될 수 없습니다.

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