회로 설계 : 기초부터 실무까지!

(2024년 4월 13일 수정 - 전체적인 설명 추가 및 구체화) Differential Amplifier (차동 증폭기)란 두 개의 차동 신호를 입력으로 받고 하나의 출력을 가지는 증폭기를 뜻합니다.  아래 그림 1과 같이 두 입력 V1과 V2로 위상이 180º 차이나는 차동 신호를 입력 받으면 하나의 증폭된 출력 VOUT이 출력 됩니다.  이를 수식으로 표현하면 수식1)과 같이 표현할 수 있고, Ao는 OPAMP의 이득을 의미합니다. 수식 1) 하지만 일반적으로 OPAMP 이득이 굉장히 높기 때문에 그림 1과 같이 피드백 저항 없이 사용할 경우 실제 출력전압 VOUT은 사인파가 아닌 그림 2와 같이 V-와 V+로 출력 됩니다. 이렇게 사용하는 건 OPAMP를 비교기로 사용하는 경우이고, 증폭기로 사용..

Inverting Amplifier (반전 증폭기) 다음으로 Non-Inverting Amplifier (비반전 증폭기)에 대해 알아보도록 하겠습니다. R1과 R2에 흐르는 전류는 동일하다는 수식을 세우면 Non-Inverting Amplifier (비반전 증폭기)의 이득은 1+R2/R1이 됩니다. 이 역시 R1과 R2에 흐르는 전류가 동일하다는 OPAMP의 기본 원리를 적용하여 수식을 세울 수 있습니다. 수식은 매우 간단하기 때문에 여기서 다루지는 않겠습니다. 다시 상세 그림으로 그려보면 아래와 같습니다. R1으로 흐르는 전류 I1은 OPAMP의 입력 임피던스(Rin)가 무한대이므로 모두 R2로 흐릅니다. Iin1과 Iin2에 흐르는 전류는 0이기 때문에 Vin1과 Vin2의 전위차이는 발생하지 않으므..

#1. OPAMP 장에서 Negative Feedback 기법을 적용한 회로는 Inverting Amplifier와 Non Inverting Amplifier 두 가지 종류가 있다고 설명했습니다. 먼저 Inverting Amplifier에 대해 알아보도록 하겠습니다. R1과 R2에 흐르는 전류는 동일하다는 수식을 세우면 Inverting Amplifier의 이득은 -R2/R1이 됩니다. 이렇게 R1과 R2에 흐르는 전류가 동일하다는 수식을 세울 수 있는 이유는 OPAMP의 입력 임피던스가 무한대이므로 입력으로 흐르는 전류가 0이기 때문이죠. 따라서 두 입력 노드의 Voltage도 같을 수 밖에 없습니다. 이것이 바로 #1. OPAMP 장에서 설명드렸던 가상 접지 개념입니다. 다시 상세 그림으로 그려보면 ..

OPAMP는 전자회로를 배우는 학생이든 회로 설계를 하는 직장인이든 가장 많이 다루고 보게되는 회로 중 하나 입니다. 한마디로 회로 설계에 있어서 가장 중요하고 기본이 되는 소자인 거죠! 하지만 저를 포함하여 많은 분들이 학부생 때 부터 OPAMP를 배워왔으나 그 기본 개념에 대해 잘 모르는 것이 사실입니다. 그 만큼 이해하기 어렵기도 하구요. 그래서 OPAMP에 대해 좀 더 쉽게 이해할 수 있도록 최대한 수식은 자제하고 글을 풀어 보려 합니다. 기본적인 OPAMP는 아래 그림 1과 같습니다. OPAMP의 이득(열린루프)은 일반적으로 100,000배 이상입니다. 따라서 그림 1의 VOUT=Ao(V1-V2) 수식에 의해 입력 전압 V1과 V2의 차이가 1mV만큼 아주 작다하더라도 OPAMP의 이득 100,..