차동 증폭기 Differential Amplifier1

1. 차동 증폭기의 개념

차동 증폭기(Differential Amplifier)는 두 입력 신호 간의 차이를 증폭하는 전자 회로이다. 이 회로는 주로 신호 처리를 위해 두 신호의 차이를 강조하고 노이즈를 제거하는 데 사용된다. 예를 들어, 의료 분야에서는 생체 신호인 뇌파나 심전도 신호를 측정할 때 차동 증폭기를 활용하여 외부 잡음이나 간섭을 최소화한다. 일반적으로 차동 증폭기는 두 입력 단자에 각각 신호가 인가되면, 그 차이 값이 출력에 반영되도록 설계되어 있다. 이는 교류 신호의 증폭과 동시에 직류 또는 저주파 잡음을 차단하는 역할도 수행한다. 차동 증폭기는 연산 증폭기(Operational Amplifier)를 기본으로 하며, 입력 저항과 피드백 저항을 적절히 배치하여 구현한다. 예컨대, 차동 증폭기의 이득(Gain)은 일반적으로 두 입력 저항값과 피드백 저항값에 의해 결정되며, 공식 G = Rf / Rin 으로 표현된다. 이때 Rf는 피드백 저항, Rin은 입력 저항이다. 차동 증폭기의 이상적인 특성은 입력에 인가되는 두 신호의 차이만 증폭하고 나머지 공통 성분은 증폭하지 않는 것이다. 이러한 특성은 공통 모드 제거(Common Mode Rejection)라고 불리며, 차동 증폭기 성능 …