4단자망 해석 기초

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트랜지스터 자체를 낯이 익은 회로요소로 바꾸어 주는 방법을 궁구해 보기로 한다. 전압원이나 전류원 그리고 임피던스성분 등으로 환산하여 바꾸어 주게 되는데, 전기전자적 전문 용어로 등가회로( Equivalent Circuit )라고 불러 준다.

왜 이런 수고를 덧붙여야하는가 궁금할 수가 있다.

직류의 측면에서 트랜지스터를 이해하는 데에는 굳이 등가로 이해를 구할 필요가 없는데, 주파수가 관계된 교류가 트랜지스터에 관계가 되면 직류에서는 보이지 않던 회로적 요소가 튀어나와 이해하고, 해석하는데 고충이 따르기 때문에 우리가 손쉽게 이해 할 수 있는 회로적 요소로 대체해서 관념화 하는 것이 요구된다. 바로 트랜지스터 소신호 해석을 위한 초석을 다진다는 의미다. 여하튼 주파수가 있는 교류가 끼어들면 없던 놈도 생겨나는 희한한 증상에 시달리게 된다. 주파수가 커지면 커질수록 소자들의 히스테리 증상은 도를 더 해 자기분열 현상이 생겨 저항이 콘덴서나 코일로 분화되기도 하는데, 이는 애당초 원하지 않은 회로요소이기 때문에 설계하는 사람들의 골칫거리가 된다. 그래서 고주파를 다루는 RF는 어렵다는 이야기가 들리는 것이다.

<중 략>

이런 개념이 포트라고 불리는 것이므로 4 단자망이라고 하면 포트로 따져서 2-포트 회로가 되는 것이다. 따라서 입력단자 2개는 입력포트 ( 입력 단자쌍 )가 되고, 출력단자 2개는 출력포트( 출력 단자쌍 )가 되는 것이다.

우리가 지금부터 목표로 하는 것은 트랜지스터의 등가적 모델이라고 했다. 그런데 트랜지스터의 등가적 모델을 구현하기 위해서는 4 단자망이 필요하다고 했는데, 그렇다면 트랜지스터는 4 단자로 구성이 되어 있는지 아닌지 잠깐 확인할 필요가 있어 보인다. 트랜지스터는 과연 4 단자회로라고 할 수 있을까?

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