14주차 연산증폭기의 기초 예비

소개

예비레포트입니다/.

목차

1) 목적
2) 관련 이론
3) 실험 • 실습 사용기기 및 재료
4) 실험 순서 및 방법
5) 실험 결과 및 고찰

본문내용

1) 목적

- 연산증폭기의 기본 동작원리를 이해한다.
- 연산증폭기의 간단한 응용 예를 익힌다.

2) 관련 이론

다이오드나 트랜지스터와 같은 반도체 소자는 하나의 패키지(package)에 하나의 소자가 실장 되어 있는데, IC(집적회로)라 불리는 전자 소자 들은 여러 개의 소자가 하나의 칩에 실장 되어 있다. 이러한 IC는 저항, 콘덴서, 다이오드, 트랜지스터 등이 수천에서 수백만 개가 집적되어 있으나 하나의 소자로 취급된다. 연산증폭기(OperationalAmplifier: OP AMP)도 IC 형태의 전자소자 중 하나이다.
연산증폭기는 직류와 교류 신호 모두를 증폭할 수 있는 다단 증폭기의 직렬연결(cascade connection) 형태로 접속되어 있다. 연산증폭기는 주로 아날로그 신호의 가감산, 적분, 미분 등의 연산을 수행하는데 많이 사용된다. 연산증폭기의 표준심벌이 [그림 24.1] (a)에 보여 진다.


<그림24.1 연산증폭기의 심벌: (a) 표준심벌, (b) 공급전원을 표시한 2전원 연산증폭기심벌>

연산증폭기는 반전단자(-)와 비반전단자(-)의 두 입력 단자를 가지고 있다. 보통연산증폭기는 두 가지의 전원, 즉 양(+)의 전원과 음(-)의 전원이 요구된다. 전원 접속 방식에 따라 단일전원 방식과 2전원 방식이 있다. 2전원 방식의 연산증폭기 심벌은 [그림 24.1] (b)와 같다. 즉 연산증폭기를 공급전원과 함께 표기하는 심벌이 [그림24.1] (b)이다. 단일전원 방식은 음(-)전원을 접지시킴으로써 만들어진다. 단일전원방식에서 출력은 항상 양(+)의 전압만 나온다.

이상적인 연산증폭기

우리가 실제 사용하고 있는 연산증폭기를 이해하기 위해서는 이상적인 연산증폭기에 대한 개념을 먼저 파악할 필요가 있다. 왜냐하면 이상적인 연산증폭기의 개념이 있어야 실제 연산증폭기를 이해하고 취급하기가 쉽기 때문이다. [그림 24.2]를 참고로 이상적인 연산증폭기 개념을 자세히 살펴보자.


<그림24.2 이상적인 연산증폭기의 등가모델>

연산증폭기의 두 단자 사이의 전위차라 함은 [그림 24.2]에 보인 것처럼 반전단자(-)와 비반전단자(+) 사이의 전위차를 말한다. 여기서 반전단자(-)와 비반전단자(+)의 전위는 접지(0V)에 대한 상대적인 전위차를 말한다. 연산증폭기의 입력은 반전단자와 비반전단자 사이의 전위차를 말하며, 출력이라 함은 접지에 대한 출력단자의 전위차를 말한다. 한편 연산증폭기의 입력임피던스라 함은 [그림 24.2]와 같이 비반전단자와 반전단자 사이에 나타나는 임피던스를 말하며, 출력임피던스라 함은 출력단자와 접지 사이에 나타나는 임피던스를 말한다. 그리고 전압이득 A는 출력전압과 입력전압의 비(ratio), 즉 vo/vi로 정의된다. 이상적인 연산증폭기가 갖는 특성은 다음과 같다.

참고자료

· 없음