증폭기(amplifier)

전기신호의 전압 · 전류 등을 크게 하는 장치. 방송국에서 보내는 전파는 라디오든 텔레비전이든 가정의 안테나로 수신했을 때는 극히 미약하므로 증폭작용이 필요하다.
미국의 발명가 L. 드 포리스트는 플레이트와 필라멘트 사이에 그리드를 집어넣은 3극진공관을 발명했고, 제너럴일렉트릭사의 연구소에서는 그리드를 음전위(陰電位), 플레이트를 양전위로 하면 약간의 그리드 전위의 변화로도 플레이트 전위를 크게 변화시킬 수 있음을 발견했다.
이것이 증폭작용의 발견이다.
증폭의 원리에는 진공관 · 바이폴러 트랜지스터 · 전기장효과 트랜지스터(FET) 등의 밸브 작용, 에사키 다이오드의 음저항(陰抵抗)작용, 버랙터 다이오드(varactor diode) 등의 파라메트릭 증폭작용의 3가지가 있다.
증폭기의 대부분은 밸브작용에 의한 것이며, 바이폴러 트랜지스터나 기타의 회로부품을 사방 수mm의 실리콘 소편(小片)으로 형성한 집적회로가 주류를 이룬다.
〔진공관 증폭기〕[그림 1]의 회로에서 플레이트 전류()가 10mA로 흐를 때 저항(
)에서 100V의 전압 강하가 있으므로 플레이트 전위(
)는 150V가 된다.
그리드 전위를 -2V로 하면 플레이트 전류는 15mA로 증가하고 는 100V로 내려간다.
즉, 그리드 전위의 1V 변화로 플레이트 전위를 50V 변화할 수 있어 50배의 전압이득을 얻는다.
진공관은 부피가 크고 전력소비가 많으며 수명도 짧기 때문에 현재는 대전력 송신기 등 한정된 범위에서만 사용된다.
〔트랜지스터 증폭기〕바이폴러 트랜지스터는 사방 0.5mm~1cm의 실리콘 기판에 n-p-n 또는 p-n-p로 샌드위치 구조를 이루며, 전력용은 수백W까지의 출력을 얻을 수 있고, 고주파용은 수 GHz의 마이크로파대까지 증폭작용을 한다.
전력효율이 좋고 수명이 길므로 전자공학의 모든 분야에서 사용된다.
[그림 2]는 트랜지스터를 사용한 증폭기의 회로이다.
〔집적화 증폭기〕사방 수mm의 실리콘 기판에 수백 내지 수천 개의 트랜지스터와 저항을 형성하고, 표면에 수십 μm폭의 알루미늄 배선을 연결, 회로를 완성한 것이 집적회로이다.
범용(汎用)증폭기로는 10만 배 이상의 전압이득을 가진 IC 연산증폭기가 널리 사용된다.
최근의 텔레비전 수상기나 비디오테이프리코더와 같은 고도의 전자기기도 대전력을 취급하는 부분을 제외하고는 몇 개의 집적회로에 종합되어 기기의 소형화 · 고신뢰화에 기여하고 있다.

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