2015년 5월 22일 금요일

1021 op-amp*

1021
op-amp
1018 
Vp(t)=Aol*Vi(t)
소자 이용방법이다.
연산증폭기로 1970년에는 계산을 위해 사용했었다. 이는 두 입력전압의 차이를 증폭하는 것이다. 
그림과 같은 구성으로 power supply의 극에 따라 dual or split supply와 single supply로 나눌 수 있는데, dual supply는 (+)와 (-)전원을 power로 쓰고 single supply는 (+)와 ground만으로 구동한다. op-amp는 그림의 (+)입력단자와 (-)입력단자로 구성된다. 이 두전압의 차Vd=(Vi+)-(Vi-)라 할때 출력전압 Vo=AolXVd=Aol((Vi+)-(Vi-))이다. 이때 증폭량 Aol은 소자마다다르다. 이때 Vo값은 supply voltage이내의 값으로 datasheet의 Output Voltage High Limit을 보면 최대 출력되는 값이 나온다. 이때 최대증폭을 넘어서는 출력이 Output Voltage High Limit로 고정되는 saturation이 된다. 즉 -Vsat<Vo<+Vsat이다. 이때의 증폭 gain(Aol)은 open loop gain이라 하고 계산할때 선형증폭을 만족시키기위해 Aol은 매우 큰 값이므로 saturation을 일으키지 않는 Vd전압의 범위를 한정한다. Vd=Vo/Aol이므로 -Vo/Aol<Vd<Vo/Aol로 Aol이 매우큰 값을 갖는 경우 0으로 간주 할 수 있다. 즉 Vd=(Vi+)-(Vi-)=0이므로 (-)단자와 (+)단자의 전압이 거의 같다. op-amp의 입력단 전류를 실재 측정해보면 (전자회로 참고) 두 전류 i+,i-도 거의 0이므로 두단자사이를 virtual short라 할 수 있다.(전압이 같아 short인데 두지점사이에 전류가 흐르지 않는 short) 이는 계산 가능하게 등가 변환 시킬 수 있다. 이는 증명부에서 자세히 다룬다. 이때 주로 입력 시킬 입력 단자를 (-)로 넣으면 부호가 반대가 되어 출력되는 inverting amplifier, (+)로 넣으면 부호가 바뀌지 않는 noninverting amplifier라고 한다
. 이때 inverting의 gain은 R2/R1이고 noninverting일때 gain은 1+R2/R1dlek. 이는 negative feedback으로 구현하는데 이는 출력의 일부가 inverting단자로 들어가는 것이다.



차원
관련서적 및 논문
소자특성과 구동원리, 입력전류가 작은 이유는 전자회로에서 배운다*

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