AMP   Amplifier, Amplication   증폭, 증폭기, 증폭 회로, 앰프

1. 증폭(기) 

  ㅇ 전기적 신호(전압,전류,전력)를, 증가(증폭)시키는, 행위(장치)


2. 증폭기의 구현

  ㅇ 통상적으로,
     - 전압제어전류원(BJT,MOSFET 등 3 단자 소자) 및 부하 저항을 결합시켜,
     - 대부분 전압증폭기 형태로 동작시킴
       


3. 증폭기의 핵심 파라미터

  ㅇ `전압 증폭률 (Voltage Amplication Factor)` 또는 `전압 이득 (Voltage Gain)`
     -  A = v/v = - K R
        . 따라서, 전압 이득은 `제어된 전류원(Kv)`과 `부하 저항(R)` 모두에 의존적 임
           .. 즉, `증폭 소자 (제어된 전류원) 특성` 및 `부하 저항`에 따라서 달라짐
     - 한편,
        . ① 증폭소자 자체의 이득 K는, 부하 효과를 고려 안하므로,
           .. `무 부하 전압 이득` 또는 `개방회로 전압 이득` 라고도 함
        . ② 전압이 측정 및 취급이 보다 용이함
           .. 즉, 전류 보다는 전압 위주로 증폭률(이득)을 다룸


4. 증폭기의 특징

  ㅇ 대부분 3 단자로 구성
     - 1 단자쌍이 나머지 다른 1단자쌍의 신호 흐름을 제어

  ㅇ 통상, 부귀환을 사용
     - 증폭기는 안정적 전압 이득을 도모하기위해 통상적으로 부귀환을 사용   ☞ 부귀환 증폭기
     - 증폭과 부귀환은 이득과 안정성과의 불가분의 관계가 있음

  ㅇ 바이어스가 필요함
     - 트랜지스터를 증폭기로 동작시키려면,
     - 트랜지스터를 증폭이 가능한 동작영역에 위치하도록 바이어스되어야 함
     - [참고] ☞ BJT 동작영역(활성 영역), MOSFET 동작영역(포화 영역) 참조

  ㅇ 증폭기 해석은 2개로 구분 해석
     - DC 해석(대신호 해석)과 AC 해석(소신호 해석)으로 구분하여 해석하고,
     - 전체 응답은, 중첩의 정리에 따라, 두 해석 각각의 응답의 총합을 취함 

  ㅇ 전력 이득도 가능
     - 변압기와는 달리, 증폭기는 전력 이득(증폭기 변환 효율)도 가능
        . 비록, 변압기도, 2차측에서 출력전압이 입력전압 보다 크게하여,
        . 전압 이득을 갖게할 수 있으나, 전력 이득은 갖지 못함


5. 증폭기의 구분

  ※ ☞ 증폭기 구분 참조
     - 증폭기 단자에 따른 구분 (4개)
        . 전압증폭기, 전류증폭기, 트랜스 레지턴스 증폭기, 트랜스 컨덕턴스 증폭기 
     - 증폭 교류 신호 크기에 따른 구분 (2개)
        . 소신호증폭기 : 소신호 교류를 증폭하기 위해 설계된 통상적인 증폭기
        . 대신호증폭기 : 스피커, 안테나 등에 고출력 신호 전력을 공급하기 위해 사용 
           .. A급 증폭기, B급 증폭기, AB급 증폭기, C급 증폭기
     - 소신호 증폭기
        . BJT (활성영역) : 공통 이미터 증폭기, 공통 베이스 증폭기, 공통 컬렉터 증폭기
        . MOSFET (포화영역) : 공통 소스 증폭기, 공통 게이트 증폭기, 공통 드레인 증폭기
     - 증폭기 위치에 따른 구분 (3개)
        .     - 후치 증폭기 = 전력 증폭기 (Post Amplifier)     . 송신기 뒷단에서 먼거리용 전력 증폭을 위해 설치됨   - 선로 증폭기 (Line Amplifier)     . 선로 도중에서 신호를 증폭   - 전치 '>전치 증폭기,     - 후치 증폭기 = 전력 증폭기 (Post Amplifier)     . 송신기 뒷단에서 먼거리용 전력 증폭을 위해 설치됨   - 선로 증폭기 (Line Amplifier)     . 선로 도중에서 신호를 증폭   - 전치 '>라인 증폭기,     - 후치 증폭기 = 전력 증폭기 (Post Amplifier)     . 송신기 뒷단에서 먼거리용 전력 증폭을 위해 설치됨   - 선로 증폭기 (Line Amplifier)     . 선로 도중에서 신호를 증폭   - 전치 '>후치 증폭기
     - 연산증폭기 : 다목적용 아날로그 IC 능동소자 

  ※ 한편, 위 처럼 전자회로적 증폭기가 아닌, 신호 그 자체를 증폭하는 경우는, 
     - 광 신호 증폭  ☞ 광 증폭기
     - 전자류에서 에너지를 얻어 증폭  ☞ TWTA(진행파관 증폭기) 참조


6. 증폭기의 특성 (주요 파라미터들)

  ㅇ 이득
     - 대부분 전압 증폭기 로써 동작시킴에 따라, 전압 이득 만을 주로 관심 갖음

  ㅇ 전력효율
     - 전원 입력 `직류 전력`을 신호 출력 `교류 전력`으로 변환시키는 능력 (작은 전력 소모)

  ㅇ 주파수응답
     - 전압 이득과 주파수와의 관계, 대역폭 등

  ㅇ 잡음 특성
     - 잡음 지수(NF) 등

  ㅇ 입출력 임피던스                          ☞ 소신호 임피던스, 트랜스 컨덕턴스 등 참조
     - 증폭기 한 단에서 다음 단으로 신호 전달 능력에 영향을 미치는 파라미터
     - 한편, 이상적인 전압 증폭기의 입력,출력 임피던스는,
        . 입력 입피던스 : 앞 단의 출력부에 영향이 미치지 않도록, 무한대이어야 함
        . 출력 입피던스 : 뒤 단의 부하 임피던스 크기에 무관하게, 일정 전압이 나오도록 0이어야 함
        . 즉, 전압 증폭기로써, 매우 큰 입력 임피던스 및 매우 작은 출력 임피던스가 필요함


7. 증폭률(증폭기 이득)을 안정적으로 얻는 일반적인 방식

  ㅇ 능동소자 만에 의해 구현된 증폭기에서는 매우 불안정 (증폭률 값이 들쑥날쑥)

  ㅇ 따라서, 능동소자(불안정한 증폭)와 수동소자를 함께 `부귀환 증폭기`로 구성시켜,
             증폭률을 안정한 값으로 유지하는 것이 일반적임