OP-AMP의 기본활용

목차

1)실험의 목적

2)실험도구

3)실험내용

4)실험방법

5)토의

본문내용

Introduction
1)실험의 목적
OP-amp의 동작 원리에 대해 살펴보고, 이를 이용하여 반전, 비반전 증폭기, 가산기, 감산기를 구성해본다.
2)실험도구
 OP-amp 2개
 각종 저항 (가변저항 포함)
 함수발생기
 오실로스코프
3)실험내용
4.1 실험에 사용할 OP-AMP에 대해 미리 알아보고, 입력저항, 출력저항, 이득, 주파수 응답 특성, offset 전압, offset 전류, 동상신호제거비(Common Mode Rejection Ratio, CMRR)를 조사하라.
 UA741CN, SGS-Thomson 社
 입력저항 / 출력저항: 2㏁ / 75Ω
 이득: UA741의 이득은 100dB 이다.
 주파수 응답 특성: 이상적인 OP-Amp와는 달리 실제 OP-Amp는 Input 주파수가 커지면 직류 이득이 작아진다.
 Offset 전압 / 전류: 이상적인 OP-Amp의 0V의 전압이 나와야 하지만 실제 OP-Amp는 약 1[mV], 2[nA]의 전압과 전류가 흐른다.
 동상 신호 제거비 : 70 ~ 90 dB
4.2 Buffer Amp를 사용하는 이유를 전기회로 교재를 참고하여 조사하라.
 아래 [그림 1]에서 부하저항을 RL 이라고 하면 로 전압강하가 일어나고 그 크기는 RL 이 작아지면 더욱 심해진다.
 전압강하를 방지하기 위하여 아래 [그림 2]와 같이 Gain이 1인 Op-Amp 회로를 활용하면 Op-Amp의 Input으로 들어가는 전류가 0이기 때문에 아래와 저항 Rs에서 전압 강하가 발생하지 않아 V0 = Vs 가 되어 Source의 내부 저항에 영향 받지 않고 Source를 Ideal하게 사용할 수 있다.
4.3 반전 증폭기, 비반전 증폭기에 대한 설계 이론을 간략히 기술하라.
 반전 증폭기
반전 증폭기는 입력신호가 R1을 통해 반전(-)입력에 가해지므로 반전증폭기라고 한다. 반전 증폭기의 출력전압은 이고 따라서 Gain은 이다. R1 과 R2가 같을 경우에는 특히 단위 이득반전기(unity gain inverter)라 하고, 입력신호와 극성만을 바꾸고 싶을 때 사용한다
 비반전 증폭기
비반전 증폭기는 입력신호가 비반전(+) 입력에 인가되기 때문에 비반전 증폭기라고 한다. 회로에서 R1은 입력소자라고 하며, R2는 되먹임 소자로서 출력전압의 일부를 OP-Amp의 입력의 한 단자에 되먹임한다. 반전 증폭기의 출력전압은 이므로 Gain은 이다. 따라서 비반전 증폭기의 Gain은 R1이 아무리 커도 항상 1보다는 크다.
4.4 정현파에 대한 아래의 버퍼 증폭기에 대해 RL이 가질 수 있는 최대값 또는 최저값을 OP-AMP의 어떤 특성과 연관이 있는가?
UA741CN 의 Short-Circuit Output의 Current는 25mA이다. 따라서, Output단자에서 나올 수 있는 전류는 25mA인데, RL이 너무 작으면 저항의 양쪽 전위차가 충분히 되지 못하여 Vout의 값이 입력전압보다 작아지게 된다. 그러므로 입력전압의 최대값은 이므로,
보다 충분히 큰 저항을 이용해야 한다.

키워드

회로실험,   증폭기,   가산기,   감산기,   파형왜곡,   gain