Inverting and Noninverting Amplifiers

소개글

Inverting and Noninverting Amplifiers에 대한 보고서 자료입니다.

목차

<Inverting and Noninverting Amplifiers>

☆ 실험목적

☆ 실험부품 및 사용기기

☆ 이론요약

☆ 실험순서

<Voltage Followers>

☆ 실험목적

☆ 실험부품 및 사용기기

☆ 이론요약

☆ 실험순서

본문내용

e feedback)이
걸려 있다고 말한다.
{ R}_{f }
가 단자 3과 단자 2사이에 접속된다면, 우리는 이를 정귀환(positive
feedback)이라고 부른다.
{ R}_{f }
로 말미암아 연산 증폭기 주위의 루프가 폐쇄된
다는 점에 주목하기 바란다.
<그림 2-1> 반전 증폭기
폐쇄루프 이득
G = { {v }_{O } } over { { v}_{I } }
이다.
회로가 "동작하고 있고" 단자 3에 유한한 출력전압을 제공하고 있다고
가정하면, 연산 증폭기의 이득 A가 매우 크기(이상적으로는 무한대) 때문에,
그 입력 단자 사이의 전압은 무시할 수 있을 정도로 작아야 할 것이다.
특히, 출력 전압을
{ v}_{O }
라고 하면, 정의에 의해
{ v}_{2 } - { v}_{1 }
=
{ { v}_{O } } over {A }
0
이 될 것이다.
반전 입력단자의 전압(
{ v}_{1 }
)은
{ v}_{1 }
{ v}_{2 }
로 주어질 것이다.
가상단락회로에 의해
{ v}_{2 }
= 0 그리고
{ v}_{1 }
0 이 된다.
{ R}_{f }
을 통해 흐르는 전류
{ i}_{1 }
을 구하면, 옴의 법칙에 의해
{ i}_{1 }
=
{ { v}_{I }- { v}_{1 } } over { { R}_{1 } }
{ { v}_{I } } over { {R }_{1 } }
을 얻을 것이다.
이 전류는 이상적인 연산 증폭기는 무한대의 입력 임피던스를 가지고
있으므로, 그것의 입력 단자로는 전류가 흐르지 않기 때문에
{ i}_{1 }
은
{ R}_{f }
를
통해 임피던스가 낮은 단자 3으로 흘러들어갈 것이다.
{ R}_{f }
에 옴의 법칙을 적용하면
{ v}_{O }
=
{ v}_{1 }
-
{i }_{1 } {R }_{f }
= 0 -
{ {v }_{I } } over { {R }_{f } } { R}_{2 }
이 된다.
따라서 전압이득은 다음과 같다.
{ A}_{v }
=
{ {v }_{O } } over { {v }_{I } }
= -
{ {R }_{f } } over { {R }_{i } }
(2-1)
반전 증폭기의 입력 임피던스
{ Z}_{i n}
은 입력저항
{ R}_{i }
와 거의 같으며, 출력 임피던스
{ Z}_{out }
은 연산 증폭기의
{ Z}_{out }
과
{ R}_{f }
의 병렬저항이다.
반전 증폭기의 CMMR은 다음과 같다.
CMMR =
{ {A }_{CL } } over { {A }_{CM } }
(2-2)
여기서
{ A}_{CL }
은 반전 증폭기의 폐루프 전압이득,
{ A}_{CM }
은 연산 증폭기의
동상 모드 이득이다.
비반전 증폭기는 그림 2-2와 같으며 입·출력 신호가 동상이며, 반전
증폭기에 비해 높은 입력 임피던스를 갖는다.
반전 증폭기와는 달리 입력신호
{ v}_{I }
가 연산증폭기의 플러스 입력단자에 직접 인가되어 있는 한편,
{ R}_{i }
의 한 쪽 단자는 접지로 연결되어 있다.
<그림 2-2> 비반전 증폭기
비반전 증폭기의 전압이득
{ A}_{CL }
은 다음과 같다.
{ A}_{CL }
=
{ {R }_{f } } over { {R }_{i } }
+ 1 (2-3)
☆ 실험순서
<
{ R}_{f }
가 10㏀일 때의 파형 : 전압이득이 -1>
<
{ R}_{f }
가 1㏀일 때의 파형 : 전압이득이 1보다 작다.>
<
{ R}_{f }
가 4.7㏀일 때의 파형 : 전압이득이 1보다 작다.>
<
{ R}_{f }
가 22㏀일 때의 파형 : 전압이득이 1보다 크다.>
<
{ R}_{f }
가 47㏀일 때의 파형 : 전압이득이 1보다 크다.>
<
{ R}_{f }
가 100㏀일 때의 파형 : 전압이득이 1보다 크다.>
∴ 전압이득이
{ {R }_{f } } over { {R }_{i } }
로 나타남을 볼 수 있다.
<
{ R}_{f }
가 10㏀일 때의 파형 : 전압이득이 2로 나타남을 볼 수 있다.>
<
{ R}_{f }
가 1㏀일 때의 파형 : 전압이득이 거의 1로 나타남을 볼 수 있다.>
<
{ R}_{f }
가 4.7㏀일 때의 파형 : 전압이득이 1보다 약간크게 나타남을 볼 수 있다.>
<
{ R}_{f }
가 22㏀일 때의 파형 : 전압이득이 2보다 약간 크게 나타남을 볼 수 있다.>
<
{ R}_{f }
가 47㏀일 때의 파형 : 전압이득이 약 3정도로 나타남을 볼 수 있다.>
<
{ R}_{f }
가 100㏀일 때의 파형 : 전압이득이 약 10정도로 나타남을 볼 수 있다.>
∴ 전압이득이 항상 1보다 크게 나타남을 볼 수 있다.

☆ 실험목적
전압 follower의 동작을 조사한다.
☆ 실험부품 및 사용기기
부품 및 기기
개 수
부품 및 기기
개 수
0-15V 직류전원 공급장치
2
VOM 또는 DMM(더 양호)
1
브레드 보드
1
2현상 오실로스코프
1
신호발생기
1
Op-Amp 741(8핀 DIP)
1
☆ 이론요약
Emitter Follower와 Source Follower의 Op-Amp 등가가 Voltage
Follower이다. 출력이 입력을 "추적하므로", 우리는 이 회로를 흔히 전압
플로워(Voltage Follower)라고 부른다.
Voltage Follower는 그림 2-7과 같이 비반전 증폭기에서
{ R}_{i }
와
{ R}_{f }
를
제거하고 반전입력과 증폭기의 출력을 연결하면 된다.
<그림 2-7> Voltage Follower
Voltage Follower는 높은
{ Z}_{i n}
과 낮은
{ Z}_{out }
을 갖는다.
Voltage Follower의 전압이득은 거의 1과 같다.
Voltage Follower의 입력과 출력신호의 위상은 동상이다.
연산증폭기가 이상적인 경우
{ v}_{O }
=
{ v}_{I }
,
{ R}_{i n }
= , 그리고
{ R}_{out }
= 0
이 될 것이다.
☆ 실험순서
<전압이득이 거의 1과 같고, 입력과 출력신호의 위상이 동상임을 볼 수 있다.>

키워드

Inverting and Noninverting Amplifiers,   Voltage Followers,   전압이득