[OP-AMP] 반전 증폭기, 비반전 증폭기, 차동 증폭기등

 

 

안녕하세요. 취업한 공대누나입니다.

지난 시간에 이어 OP-AMP에 대해 이어 보겠습니다.

지난 시간에는 OP-AMP의 이론에 대해 공부를 해보았다면

실제 회로에서는 어떤 식으로 사용하는지 

어떻게 구성해서 사용하는지 보도록 하겠습니다.

실제로 많이 사용되는 회로들입니다.

 

제가 아래에 복잡한 수식들을 써놓긴 했지만

결과를 기억하고 사용할 줄 아는 것이 더 중요합니다.

물론 그렇다고 계산하는 방법을 모를 필요는 없죠 ㅎㅎ

이렇게 하는 거구나~하고 인지만 하시고 원하는 결과를 얻기 위해 수식에 대입만 하시면 됩니다.

 

 

지난 시간에 말씀드린 OPAMP의 특징 중 하나가 개방 루프 이득이 매우 큰 것이었는데요.

(이상적인 OPAMP의 값은 무한대죠)

이렇게 되면 원하는 만큼(10배, 100배) 증폭하는 용도로 사용할 수 없습니다.

그래서 아래처럼 회로처럼 부귀환을 구성(feedback)하여 원하는 만큼의 증폭을 합니다.

 

 

 

3. 반전 증폭기

반전 단자에 입력 신호를 넣고, 비반전 단자는 접지합니다.

 

위의 식을 간단하게 설명드리면 A지점은 가상접지이고 i1과 i2의 전류는 같습니다.

(입력 단자로 들어가는 전류가 0이기 때문이죠)

게인 값(출력 전압/입력 전압)을 구해보면 R1과 R2의 비율이 됩니다.

 

이 때 출력 신호는 입력 신호와 위상이 반대가 되기 때문에

반전 증폭기라고 부릅니다.

 

 

 

 

4. 비반전 증폭기

 

비반전 단자에 입력 신호를 넣고 위와 같이 회로를 꾸며줍니다.

출력 전압은 R2에 의하여 귀환됩니다.

이 때의 게인 값(폐루프 전압 이득)또한 저항의 비율로 나타낼 수 있습니다.

 

반전 증폭기와의 차이점은 출력 신호가 입력 신호와 같은 위상이라는 것입니다.

 

 

 

5. 버퍼

전압 팔로워라고도 불리는 이러한 회로 구성은

입력 전압의 크기와 위상이 출력에 그대로 전달되는 구조입니다.

즉 게인이 1입니다.

한 회로를 다른 회로로부터 절연시키는 데 사용될 수 있습니다.

 

 

6. 차동 증폭기

 

수식이 꽤나 복잡한 것을 볼 수 있습니다.

혹시 이해가 안 가시면 댓글 달아주세요. 조금 불친절하게 수식을 쓴 것 같네요.

하지만 우리는 일단 회로와 결과만 기억하면 됩니다.

 

차동 증폭기는 말 그대로 두 입력 간의 차이를 증폭하는 회로입니다.

반전 입력단자와 비반전 입력 단자 모두 입력 신호가 가해집니다.

이상적인 차동 증폭기는 차동 입력 신호만 증폭하고 동상 모드 입력 신호는 제거합니다.

 

 

 

7. 가산 증폭기

각 입력에 대해 가중치 합을 만들어 내는 회로입니다.

 

 

8. 계측 증폭기

수식을 자세하게 풀지는 않았습니다.

혹시나 자세한 풀이를 원하시면 댓글 달아주세요 ㅎㅎ

 

계측 증폭기는 3개의 연산 증폭기로 구성되어 있습니다.

이는 정밀하게 신호를 증폭할 때 사용합니다.

 

두 입력단에서 측정되는 신호의 차동 신호만 증폭하고 동상모드 입력 신호는 제거합니다.

높은 입력 임피던스와 높은 CMRR을 가지고 있는 것이 특징입니다.

 

 

 

실제로 많이 사용되는 OPAMP 회로들에 대해 살펴보았습니다.

다음 시간에도 이러한 회로들을 마저 살펴보고

OPAMP를 공부하다보면 나오는 어려운 용어 몇 개를 정리해보겠습니다.

수고하셨습니다 ^_^