전자회로실험 - 부귀환과 기본적인 연산 증폭기 회로
분야
hwp1. 실험 목적
- 폐루프 전압 이득 측정하고, 이득-대역폭 곱을 계산, 이득과 대역폭간의 절충점을 알아본다.
- 전압-전류 변환기와 전류-전압 변환기에 대해 분석하고, 전류 증폭기를 시험한다.
2. 기초 이론
- 증폭기의 전압 이득이 증가되었다고 가정했을 때 출력 전압도 상승한다. 이러한 출력 전압의 상승분은 더 큰 부전압이 입력으로 귀환되도록 하는데 귀환 전압이 입력 전압에 가해져 본래의 전압 이득분을 거의 상쇄시켜 출력을 감소 시키게 된다.
- 부귀환 전압이득은 Vout/Vin=A/(1+AB)으로 구해진다. A는 내부 개방 루프 이득(귀환 경로가 끊어졌을 때의 이득값)이고, B는 귀환 폐루프 이득이다. 부귀환이 유효하기 위해서는 AB가 1보다 훨씬 커야만하고, 이러한 조건이 만족되었을 때 Vout/Vin=1/B로 근사화 될 수 있다. 이 식은 전체 전압 이득이 내부 이득 A의 변화와 상관없음을 나타낸다. 그러므로 A가 변하더라고 전체 이득에는 영향이 없다. 따라서 부귀환 회로의 전압 이득은 1/B로 고정된다.
- 부귀환은 입-출력 임피던스에도 영향을 미치는데 입력 임피던스는 증가시키고, 출력 임피던스는 감소시킨다. 입력 임피던스 증가량만큼 출력 임피던스가 감소된다.
- 폐루프 이득이 최대값의 0.707배로 감소하는 주파수를 폐루프 차단 주파수라 한다.
- 이상적인 전압 증폭기의 경우, 이득은 일정할 뿐만 아니라 입력 임피던스는 무한대이다. 또한 출력 임피던스가 0이라는 것은 증폭기가 전압 이득에 있어서의 감소 없이 작은 저항성 부하를 구동할 수 있다는 의미인데 741C를 써서 이상적인 조건에 가까운 전압 증폭기를 만들 수 있다.
3. 참고 문헌
- 마이크로 전자회로 설계 (한티미디어)
- 전자회로의 기초 (두양사)
- 센서(기초전자의 세계9) (한진)
4. Schematic and Simulayion 결과물 첨부 (MultiSim 또는 Pspice 사용)
