실험 22_연산 증폭기 특성 예비보고서

본 내용은 " 실험 22_연산 증폭기 특성 예비보고서 " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2023.02.02

문서 내 토픽

• 1. 연산 증폭기의 특성

  이 실험에서는 연산 증폭기의 전압 이득, 입력 저항, 출력 저항, 대역폭, 옵셋 전압, 슬루율 등 기본적인 성능 파라미터들을 익히고 실험을 통해서 측정하여, 이를 바탕으로 연산 증폭기를 이용한 응용 회로를 설계할 수 있는 능력을 배양하고자 한다.

• 2. 연산 증폭기의 이득과 대역폭

  연산 증폭기를 이용해서 피드백 회로를 구성하면 이득과 대역폭 사이에는 상충 관계가 성립한다. 연산 증폭기 자체의 3dB주파수를 f_1 이라고 할 때, 피드백 회로를 구성하면 (1+R_2/(R_1+R_2)A_0)f_1으로 3dB 주파수가 증가한다. 반면 이득은 A_0에서 A_0/(1+R_2/(R_1+R_2)A_0)로 감소하게 된다.

• 3. 연산 증폭기의 슬루율

  연산 증폭기를 이용한 비반전 증폭기에서 입력의 크기가 작을 때, 즉 소신호일 경우에는 입력의 크기가 두 배 증가하면 출력의 기울기도 두 배로 증가 된다. 반면 입력 신호의 크기가 클 때, 즉 대신호의 경우에는 입력의 크기에 무관하게 출력이 초기에 선형적으로 정착하는 모양을 보인다. 이는 연산 증폭기 내부의 트랜지스터의 동작 영역이 포화 영역에서 벗어나면서 비선형적인 특성을 보이기 때문이다.

• 4. 연산 증폭기의 오프셋 전압

  연산 증폭기의 입력 오프셋 전압 V_os가 발생하면 입력-출력 특성 곡선이 변한다. 즉 입력 쪽에 V_os가 더해져야 출력 쪽의 전압이 공통 모드 전압이 나오게 됨을 의미한다. 오프셋이 발생하는 이유는 여러 가지가 있지만, 차동 증폭기 입력 트랜지스터 또는 부하의 불일치가 주 원인이다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

• 1. 연산 증폭기의 특성

  연산 증폭기는 전자 회로에서 매우 중요한 역할을 하는 핵심 소자입니다. 연산 증폭기의 주요 특성으로는 높은 입력 임피던스, 낮은 출력 임피던스, 높은 전압 이득, 넓은 대역폭, 낮은 오프셋 전압, 낮은 드리프트 등이 있습니다. 이러한 특성들은 연산 증폭기의 성능과 활용도를 결정하는 중요한 요소들입니다. 연산 증폭기의 특성을 이해하고 적절히 활용하는 것은 전자 회로 설계에 있어 매우 중요합니다.

• 2. 연산 증폭기의 이득과 대역폭

  연산 증폭기의 이득과 대역폭은 매우 중요한 특성입니다. 이득은 입력 신호가 증폭되어 출력되는 정도를 나타내며, 대역폭은 증폭기가 신호를 왜곡 없이 처리할 수 있는 주파수 범위를 의미합니다. 이득과 대역폭은 서로 상충 관계에 있어, 높은 이득을 얻기 위해서는 대역폭이 좁아지고, 넓은 대역폭을 얻기 위해서는 이득이 낮아지는 특성이 있습니다. 따라서 설계 목적에 따라 이득과 대역폭의 적절한 균형을 찾는 것이 중요합니다.

• 3. 연산 증폭기의 슬루율

  연산 증폭기의 슬루율은 출력 전압이 변화할 수 있는 최대 속도를 나타내는 중요한 특성입니다. 슬루율이 낮으면 빠른 변화 신호에 대해 왜곡이 발생할 수 있습니다. 따라서 응용 분야에 따라 적절한 슬루율을 가진 연산 증폭기를 선택하는 것이 중요합니다. 예를 들어 오디오 증폭기의 경우 높은 슬루율이 필요하지만, 저주파 증폭기의 경우 상대적으로 낮은 슬루율로도 충분할 수 있습니다. 연산 증폭기의 슬루율 특성을 이해하고 활용하는 것은 회로 설계에 있어 매우 중요합니다.

• 4. 연산 증폭기의 오프셋 전압

  연산 증폭기의 오프셋 전압은 이상적인 연산 증폭기에서 입력 단자 간 전압 차이가 0이 아닌 값을 가지는 것을 의미합니다. 이는 실제 연산 증폭기에서 발생하는 불가피한 특성으로, 회로 설계 시 고려해야 할 중요한 요소입니다. 오프셋 전압이 크면 출력 신호에 오차가 발생할 수 있으므로, 응용 분야에 따라 적절한 오프셋 전압 특성을 가진 연산 증폭기를 선택하는 것이 중요합니다. 또한 오프셋 전압 보상 회로를 추가하여 이를 최소화할 수 있습니다. 연산 증폭기의 오프셋 전압 특성을 이해하고 관리하는 것은 정밀한 회로 설계에 필수적입니다.