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실험 16. OP앰프 기본 원리
1. 실험목적 (1) OP앰프의 이득이 외부 부귀환 소자 값에 의해서만 결정됨을 실험적으로 보인다. (2) 반전, 비반전 증폭기로 OP앰프의 동작을 확인하고 이득을 계산한다. (3) 가산기로 OP앰프의 동작을 확인한다. 2. 실험 이론 이상적인 OP앰프는 무한대의 이득과 입력 임피던스, 영의 출력 임피던스를 갖고 실제 OP앰프의 동작 은 이상적인 OP앰프에 근사한 특성을 갖는다. 본 실험은 이상적인 OP앰프의 기본 동작을 살펴보며, OP앰프 내부 소자의 동작은 고려하지 않는다. 아래 그림 1은 OP앰프의 회로 기호이며, 그림 2는 이의 등가회로이다. 총 두 개의 입력단자, 한 개의 출력단자, +, -의 전원단자가 있으며, 접지 단자 없이 동작 전원 인가를 통해 자연스럽게 결정된다.
그림 1. 이상적인 OP앰프
그림 2. OP앰프의 등가 회로
입력단자에는 비반전입력 와 반전입력 가 있으며, 증폭기의 출력은 두 입력전압의 차이인 와 Open-loop Gain 의 곱에 의해 결정된다. 단, 이다.
또한, 이상적인 OP앰프의 특성은 아래와 같다. 1. 입력저항, →∞ 2. 출력저항, 3. Open-loop Gain, →∞ 4. Bandwidth → ∞ 5. 일 때, 위와 같이, 이상적인 OP앰프의 이득은 무한대이므로 External feedback(외부 궤환)을 통해 낮추어 사용하며, 이의 예는 반전 / 비반전 증폭기이다. 1) 반전 증폭기 그림 3.(a)와 같은 회로를 반전 증폭기라고 한다. 즉, 입력이 반전 입력단자인 에 인가된다. 이 회로의 OP앰프를 이상적이라고 가정하면, 이 유한한 값을 가지려면 …
또한, 이상적인 OP앰프의 특성은 아래와 같다. 1. 입력저항, →∞ 2. 출력저항, 3. Open-loop Gain, →∞ 4. Bandwidth → ∞ 5. 일 …
- 2 -
,
∞
그림 5. 비반전 증폭기