비반전 증폭기

1. 목적 OP AMP 비반전 증폭기의 사용법과 다양한 응용력을 익히게 한다. 2. 이론 1) 비반전 증폭기의 기본 동작 연산 증폭기의 기본회로는 반전 증폭기와 비반전 증폭기이다. 비반전 증폭기에서 는 입력전압과 출력전압의 위상차이가 영이다. 그림 1은 비반전 증폭기이다. 출력단자와 연산증폭기의 반전입력단자인 (-)에 저 항이 연결되어 있다. 이를 부궤환이라고 한다. 만약 출력단자가 비반전 단자인 (+)에 연결되면 이는 정궤환으로 구성되며, 그 특성은 부궤환인 경우와 판이하게 달라진다. 그림 3처럼 부궤환으로 구성되면 이는 증폭기이지만, 정궤환으로 구성되면 이는 증폭기가 아니다. 따라서 출력단자의 입력 연결시에 그 극성에 주의해야 한다. 가상접지는 부궤환회로에서 발생되는 것이지 정궤환 회로에서 발생되는 것이 아니다. 〈 그림 1 〉 그림 1에서 연산증폭기의 입력저항이 무한대이기에 신호원에서 회로 쪽으로 흐르는 전류 I = 0 이다. 가상접지에 의하여 Vs = n가 된다. 그리고 n 점에서 연산증폭기의 (-)입력단자측을 들여 다 본 저항은 무한대이다. 따라서 전압 이득식은 다음처럼 주어진다. 〈 식 1 〉 식 (1) 로부터 출력전압과 신호전압간의 위상차는 영임을 알게 되며, 따라서 그림 1의 회로를 비반전 증폭기라고 부른다. 식 (1)은 이상적인 연산증폭기란 전제하에서는, 전압이득은 신호원의 전압파형과 주파수에 무관하게 식 (1)로 주어진다. 그림 2는 비반전 증폭기이다. 증폭기 입력에 인가된 신호원은 진폭이 50[mV]이고 주파수가 100[Hz]인 정현파이다. 저항 R을 조정하게 되면, 이득이 변화되기에 출력전압의 크기가 변화된다. 식 (1)에 의하여 저항 R이 각각 12[㏀] 및 27[㏀]인 경우, 이에 대응되는 이득은 각각 5 및 10이 된다. 이를 모의실험을 통하여 확인할 수 있을 것 이다.