다단계 증폭기 설계 결과 분석 Differential Amp를 활용한 50dB 증폭기 개발

1. 서론

이 연구는 차동 증폭기를 이용한 고이득 다단계 증폭기 설계에 대한 것이다. 50dB의 이득을 목표로 삼았으며, 설계에는 세 개의 차동 증폭기 단계를 사용했다. 각 단계는 LM741 연산 증폭기를 기반으로 구성되었고, 입력 및 출력 임피던스를 고려하여 저항 값을 신중하게 선택했다. 특히, 각 단계의 증폭도와 주파수 응답 특성에 대한 면밀한 분석을 통해 최적의 회로 구성을 도출하고자 노력했다. 1단 증폭기는 입력 신호의 초기 증폭을 담당하고, 2단과 3단 증폭기는 이득을 누적하여 최종적으로 50dB의 이득을 달성하도록 설계되었다. 각 단계의 이득은 약 17dB로 설정하여, 세 단계를 합쳐 약 51dB의 이득을 얻도록 하였다. 전체 증폭기의 주파수 응답 특성을 평탄하게 유지하기 위해 각 단계마다. 주파수 보상 회로를 추가했으며, 안정적인 동작을 위해 각 단계의 바이어스 회로를 정교하게 설계했다. 이 과정에서 다양한 시뮬레이션과 분석을 통해 회로 성능을 검증하고 설계를 반복적으로 수정 보완했다. 입력 임피던스는 10kΩ, 출력 임피던스는 1kΩ을 목표로 하였다.
PSpice 시뮬레이션 결과, 목표 이득 50dB에는 약간 못 미치는 48dB의 이득…