OPamp를 응용하여 반전, 비반전 증폭기 와 voltage flower 실험

목차

필요 부품 및 기기

부품 설명

이상적 연산증폭기란

방법

결과 분석

각 회로및 기기에 대해서

실험 결과

각 실험들의 계산 과정 및 오차

결론

OP AMP의 구조

본문내용

786mV
-1087.786mV/-100mV=10.87786 이론치와 오차는 {10.87786-(11)}/11 *100=-1.11036%이다.
결론
OP AMP는 연산 증폭기로서 이 실험에서는 증폭기로서의 OP AMP에 대해서 실험을 하였다. OP AMP는 입력전압을
반전 입력 (INVERTING INPUT)단자에 연결 할 경우 출력전압 파형이 입력 전압에 대해서 반전 되어 나오며, 입력전압을
비 반전 입력(NON-INVERTING INPUT)단자에 연결 할 경우 출력전압 파형이 입력 전압에 비 반전(위아래가 바뀌지 않음)으로 나온다. 각 증폭기의 이득(증폭 비율)은 저항 Ra와 Rb에 의해서 결정되는데 반전증폭기의 이론에서의 이득은 -Rb/Ra 이다. 비 반전 증폭기의 이론에서의 이득은 1+ Rb/Ra 이다. 반전, 비반전 증폭기의 측정값은 이론에서의 이득에 비슷한 값이 나왔다. 하지만 오차가 생겼다. 이 오차들이 생긴 이유는 OFF SET 전압이라는 현상 때문인데
증폭 회로를 구성한 다음 입력=0을 넣어주면 출력도 당연히 0이 되어야한다. 하지만 이 현상 때문에 출력에 약간의 DC 전압이 출력이 된다. 이것이 OFF SET 이다. OFFSET 전압,전류가 발생하는 원인으로는 부품의 균일성이 떨어지기 때문인데 대부분의 OPAMP는 입력단이 차동증폭회로로 되어 있다. 이때 두 입력단자(반전,비반전)의 입력저항이 동일해야 두입력의 bias 전류가 동일해 지고, OFFSET도 줄어든다. 그래서 반전증폭의 경우 비반전입력단자는 보통 GND로 쇼트시키는데 offset을 줄이기 위해서는 반전입력저항 = 비반전입력저항으로 해주는 것이 가장 이상적이기에 비반전 입력에서 GND 사이로 반전입력저항(입력저항//궤환저항)값과 동일한 저항을 넣어주는 것이다.
이렇게 하면 오차가 줄어들것이다.
Voltage follower는 입력 전압파형과 출력 전압 파형이 같은 증폭기 이득이 1인 회로이다. 일종의 버퍼라고 볼수 있다.
전압플로워를 쓰는 이유는 OP앰프의 출력 저항이 매우적으므로 외부의 출력저항에
영향없이 입력 전압을 보내주는데 유리하다.
OP AMP의 구조
OP-AMP의 구성은 크게
1. 차동증폭기
2. 전류소스인 Current mirror
3. 출력 증폭단 이렇게 구성되어있다.
(1)차동증폭기는 두 입력 신호의 전압차의 함수로 출력이 나타나는 회로이다. 두개의 BJT 또는 FET을 사용 한다.
연산 증폭기나 Emitter coupled 논리 게이트의 입력단에 주로 쓰인다.
(2) Current mirror란 전류 소스를 공급한다. 전류미러는 왼쪽 트랜지스터에 흐른 전류가 오른쪽 트랜지스터에도 동일하게 흐르게 구성된 회로로 컬렉터 단자를 통해서 전류를 검출하거나 출력하는 기능을 하고, 이외에 차동 증폭기와 함께 사용하여 연산 증폭기의 성능을 올리는데 사용한다. 이상적인 트랜지스터에서는 좌, 우에 흐르는 전류가 동일하게 되지만 실제 사용되는 트랜지스터는 각자마다의 차이점을 갖고 있기 때문에 전류차이가 생기게 된다.
LM 741의 내부구조이다.

키워드

반전 증폭기,   비반전 증폭기 ,   voltage flower