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실험 17. OP-AMP 특성실험 [1]
1. 실험 장비 및 회로도 -실험 장비 ① 직류 전원 장치 ② 오실로스코프 ③ 오실로스코프 프로브 ④ 브레드보드 ⑤ 저항 (Ω, Ω) ⑥ OP 앰프 (KIA4558P) -실험 회로도 아래와 그림 1과 같은 회로를 구성한 후, 오실로스코프를 이용하여 입력전압 및 OP-AMP의 출력 전압 을 측정한다. 출력 오프셋 전압 측정값을 이용하여 입력 오프셋 전압을 계산한다.
그림 1. OP-AMP 특성 실험 [1] 회로도 2. 실험 방법 1) 그림 1의 회로도를 참고하여 브레드보드에 회로를 결선한다. 최종 결선된 회로는 아래의 그림 2와 같다. 2) OP-AMP의 입력 전압 과 출력 전압 을 오실로스코프로 측정한다. 3) 아래의 식을 통해 OP-AMP의 입력 오프셋 전압을 계산한다.
그림 2. OP-AMP 특성 실험 [1] 회로 결선 - 2 -
3. 실험 결과 및 분석 ※ 오실로스코프의 MATH 기능을 이용하여 출력전압 의 평균 값(mean)을 출력하였다.
그림 3. OP-AMP 특성 실험 [1] 측정 결과 본 실험에서 얻은 출력 전압의 평균값은 OP-AMP의 두 입력 단자의 입력이 모두 0V인 경우의 출력 전압이다. 따라서, 출력 오프셋 전압이 약 139mV임을 확인하였다. 이때 입력 단자에 나타나는 입력 오프셋 전압은 OP-AMP의 전압 이득 관계식을 통하여 구할 수 있으며, 아래와 같은 과정을 통해 계산할 수 있다. 그림 1의 회로를 참조하여 설명한다. - 입력 오프셋 전압 계산 1) OP-AMP 전압이득 그림 3의 회로는 반전 입력 단자에 입력 저항 Ω, feedback에 Ω으로 구성되어 있다. 이때 이상적인 OP-AMP를 가정하면 OP-AMP로 흐르는 전류가 0이 되므로, , 으로만 전류가 흐른다. 에 흐르는 전류를 , 에 흐르는 전류를 라고 하면 아래와 같은 식을 세울 수 있다.
,
OP-AMP로 흐르는 전류가 0이므로, …
O…