분야
hwp2. 준비물
3. 이론
4. 실험진행
OP-AMP 회로의 기본 동작 원리를 이론적으로 해석하고, 이를 바탕으로 한 기본 회로의 동작을 이해한다. 이를 바탕으로 실험을 위해 회로를 꾸미고 실험 결과를 통해 이론에서 해석했던 내용을 확인한다.
준비물
▶ 멀티미터 (전류측정)
▶ 직류전원장치 (Power Supply)
▶ 오실로스코프
▶ 함수 발생기 (Function Generator)
▶ 저항 1kΩ (4개)
▶ 저항 2kΩ, 3kΩ, 6kΩ, 11kΩ (각각 1개)
▶ LSI741C OP-AMP
이론
연산증폭기(OP-AMP)는 고 이득 전압증폭기이다. 연산 증폭기는 두 개의 입력단자와 한 개의 출력단자를 갖는다. 연산증폭기는 두 입력단자 전압간의 차이를 증폭하는 증폭기이기에 입력단은 차동증폭기로 되어 있다. 연산증폭기를 사용하여 사칙연산이 가능한 회로 구성을 할 수 있으므로, 연산자의 의미에서 연산증폭기라고 부른다. 연산증폭기를 사용하여서 미분기 및 적분기를 구형할 수 있다. 연산증폭기가 필요로 하는 전원은 기본적으로는 두 개의 전원인 +VCC 및 -VCC가 필요하다.
이상적인 연산증폭기의 특성은 다음과 같다.
① Infinite voltage gain and infinite bandwidth
② Infinite input impedance
③ Zero output impedance
이상적인 연산증폭기가 위와 같은 특성을 가져야하는 이유는 신호(signal)의 왜곡을 줄이기 위해서이다. 그러나 현실적으로 임피던스의 값이 무한대이거나 0일 수는 없다. 때문에 실제 연산증폭기의 입력 임피던스는 무한대가 아닌 매우 큰 값을, 출력 임피던스는 0이 아닌 매우 작은 값을 갖는다.
1. 반전증폭기 (Inverting Amplifier)
그림 8-2는 반전 증폭기이다. 증폭기 기호인 삼각형 내에 있는 무한대 기호는 이상적인 연산 증폭기임을 표시한다. 연산증폭기의 입력 임피던스의 값은 무한대이므로, 연산증폭기로 전류가 흐르지 않아 i1와 i2는 같아지게 된다. 이를 감안하여 node analysis를 적용하면
이 때 V는 입력 임피던스가 무한대이므로 0이라고 볼 수 있다. 그러므로
전압이득 A는 다음과 같이 된다.
