Cathode Follower --> 만능 Driver 회로

조회 수: 141, 2016-01-22 02:22:54(2016-01-13)

 

진공관 Driver 회로를 Cathode Follower 관점에서 검토해 봅니다.

Cathode Follower – 이름이  cathode를 따라간다 로 해석 되지만 동작원리로 보면 그와는 반대로 cathode 

전압이  grid 전압 (입력신호) 을 따라갑니다.  출력이 cathode 에서 얻어지기 때문에 grid 에 걸리는 전압이 그대로 출력으로 나옵니다. 즉 Grid Follower 입니다.

같은 맥락으로 Bipolar Transistor 에서는 Base Follower, FET 에서는 Gate Follower 로 동작을 하게됩니다.

회로의 구성은 -----------

Cathode Follower는 3극관 하나와 저항 하나로 만들어지는 회로입니다. 색다른 것은 이 한개의 저항이

cathode 에 삽입돼서 부하로 작용합니다.  grid는 신호공급원 – 여기서는 초단 증폭관 plate 에 직결,

plate 는 B+에 이것도 저항없이 연결하면 Cathode Follower 가 되고, 

저항을 통해서 연결하면 위상반전 회로가 됩니다.

 

진공관을 사용하려면 그 진공관이 자기 - 설계자가 원하는 동작을 가장 충실하게 이행해줄 조건을 찾아야 합니다. – 그런데 이 “설계” 가 쉽지는 않습니다.  

왜?

모든 전자부품/소자는 최적 동작조건이 있습니다. 그 범위를 벗어나면 바라는 동작을 시킬 수가 없습니다.

그 중에서도 가장 동작조건이 까다롭고 최적 동작범위가 좁은 소자가 바로 진공관 입니다.  또한 동작상태도 시간이 갈수록 노화로 악화하고 결국 죽어버리는 전자부품 중에서도 가장 나쁜  "불량부품” 입니다.

불행히도 TR 이 나오기 전까지는 다른 대체품은 없었고 이런 불량부품하고 같이 살 수밖에 없었습니다.

오죽하면 모든 부품/소자를 납땜해서 만드는 전자장치에서 

진공관 만은 Socket을 사용해서 갈아 끼도록 만들었겠습니까?

Cathode Follower 특성

 

위 회로에서 위상반전 단의  Plate 저항을 "0" 로 하면 정식  Cathode Follower 가 됩니다. 

Cathode 에는 grid 에 부가되는 신호가 같은 위상과 거의 같은 크기로 출력 합니다. 

 

No Voltage Gain --- 회로는 cathode 전압이  100% Grid 로 전달되는  negative feed back 회로라서

voltage gain 은 없고 (1 보다 약간 낮지만 Mu 가 20 이상이면 1로 봐도 상관 없습니다)

 

 Impedance Converter – 입력측은 전류가 흐르지 않는 grid 회로라서 매우 높은 impedance 이고 

출력측은 plate 전류가 통과하는 cathode 회로라서 낮은 impedance 입니다. 

이런 이유로 High to Low Impedance Conversion 을 하는 Unity Gain Buffer 라고 볼 수도 있습니다. 

출력 impedance 는 1/gm, 즉 gm 의 역수 입니다. 

 

여러분도 아래 특성표를 보고 6LQ8  3극관이 어떤 조건으로 동작하는지 따져 보십시요.

저 전류동작 이라서 출판된 진공관 특성하고 많이 다릅니다.

B 전압이 3곳으로 분할되기 때문에 출력전압의 swing폭이 제한 됩니다.  

이런 경우에는 전압증폭단을 삽입해야 합니다.