OP Amp(연산증폭기)

OP Amp란?

Operational Amplifier의 줄임말로 연산증폭기를 의미한다. 차동증폭기로서 역할을 하며 두 단자의 전압을 뺄셈하여 증폭해 주는 역할을 하는 소자이다. 따라서 작은 전압을 큰 전압으로 증폭해 주는 용도로 많이 사용한다.

OP Amp는 입력을 받는 단자인 비반전입력(V+ ; Non-inverted Input)과 반전입력(V_ ; Inverted Input) 그리고 출력단자(Vout)로 구성되어 있다. 차동증폭기라는 말은 반전입력단과 비반전입력단의 전압을 뺀 뒤 그 값을 개방전압이득(A ; Open loop gain)으로 곱한 크기로 출력한다.

A : 개방루프이득 (이상적인 연산증폭기는 무한대, 일반적으로 10~100萬)

특징 :     무한대의 입력저항

출력저항이 0

동상모드 제거 (공통모드 이득이 0)

개방루프이득 무한대 ()

대역폭이 무한대 (주파수 신도도 동일 이득으로 증폭)

일반적으로 학교 실험에서 사용되는 OP Amp는 ua741, HA17741, LM324등이 사용된다.

비교기

OP Amp의 매우 큰 증폭률이 매이 큰 점을 이용하는 회로이다.

Vi 가  양의 값이면 Vo 에는 양의 전원전압이 출력되고

Vi 가  음의 값이면 Vo 에는 음의 전원전압이 출력되어 

입력신호를 판단해 주는 역할을 하는 회로이다.

반전증폭기

      

OP Amp의 큰 증폭률을 조절하여 이용하기 위해 음성피드백(Negative Feedback)를 사용한다. 출력 전압의 일부를 반전단자로 보내주어 증폭도를 조절한다. 

비반전증폭

   

위의 반전증폭기와 같이 부궤환을 이용하여 전압을 조절하는 원리를 사용한다. 

처음 Vin에 전압이 없을 때 Vout에는 0V의 출력이 나오게 된다. 하지만 걸리고 Vin 에 전압이 인가 된다면 Vin *A 값이 출력으로 나오게 된다. 이 출력값이 R1과 R2의 분압비에 의해 나누어지고 나누어진 값이 -단자로 들어가게 되어 차동입력값에 영향을 주어 출력값을 변화시킨다. 이 과정이 무한히 반복되면 값이 평행을 이루게 되고 그 값이 증폭되어 출력에 나타나게 된다. 여기서 비반전 증폭률은 1보다 크기 때문에 크기를 키울 수만 있다.

<전압폴로어>

증폭률 1인 비반전 증폭기

완충 증폭기로서 입출력임피던스가 다른 두개의 회로를 연결할 때 사용