Transcript Training
Lecture 10: Operational Amplifier
Jeong Wan Lee
전기회로이론 및 실험
Amplifier
저수준의 전기신호를 증폭하는 것
Ideal Amp.
+
VS
+
-
RS
Amp.
Gain, A
RL
load
source
i)
–
–
VL
ii)
i) source가 본 Amp: 등가저항
ii) load가 본 Amp: 등가 source
VL AVS
Op Amp의 등가회로
RS
VS
+
-
ROUT
+
VIN
-
RIN
+
AVIN
+
-
VL
-
RL
Amp
VIN
RIN
RIN
VS , VL AVS
RS RIN
RS RIN
RL
R R
OUT
L
RIN , ROUT 0 VL AVS !!!
Op Amp 해석의 중요한 무기
RIN , ROUT 0
Non
inverting
inverting
V+
V-
IIN
+
VIN
-
ROUT
RIN
+
-
AVIN
+
-
AV: voltage gain
(OL): op amp에 아무것도
연결되지 않을 때,
VOUT AV (OL) (V V ), AV (105 ~ 107 )
RIN , I IN
VIN
0
RIN
AV(OL)VIN
Inverting Amplifier
RF
IS
VS
+
-
RS
V-
V+
IIN
+
IF
-
At Node V- : I S I F I IN 0.
노드의 전압 전류 관계:
+
VOUT
I S I F
VS V
VOUT V
IS
, IF
RS
RF
Cont...
VS V VOUT V
RS
RF
한편,
VOUT AV (OL) (V V ) V AV (OL)
VS
1 VOUT
VOUT
1 VOUT
RS RS AV (OL)
RF
RF AV (OL)
VS VOUT
RF
RS
VOUT
RF
VS
RS
Inverting amplifier
Closed loop gain은 항상 음이다.
Cont...
V V
VOUT
AV (OL)
한편
이므로, V V
Op Amp는 99% 이상 negative feedback을
사용한다. (V-쪽으로 feedback)
–
회로의 안정 & noise의 제거에 우수하기
때문
Op Amp 해석의 중요한 무기
RIN , ROUT 0 . I IN 0, V V
Negative feedback인경우만
Non-inverting Amplifier
RF
IS
R1
IIN
VS
+
-
R2
+
IOUT
IF
+
-
VOUT
Op Amp의 특성에서, I IN IOUT 0
–
node에서의 전류;
I F I S I IN I S
Cont...
전압과 전류의 관계:
R2에 전류 흐르지 않음
VOUT V
V V VS
IF
, IS
RF
R1
R1 R1
negative feedback
VOUT VS VS
IF
RF
R1
VOUT
RF * Closed loop gain (항상 +)
1
* non-inverting amp
VS
R
1
Differential Amplifier
RF =R2
I2
I1
V1
+
-
V2
R1
+
+
-
+
-
R1
VOUT
R2
node에서의 전류; I1 I 2
VOUT V VOUT V
V1 V V1 V
I2
, I1
R2
R2
R1
R1
Cont...
V V1 VOUT V
R1
R2
따라서,
한편,
VOUT
R2
V V2
R1 R2
R2
R2 R2
R2
R2
V2
V2 V1
(V2 V1 )
R1 R2 R1 R1 R2
R1
R1
VOUT
R2
V2 V1 R1
* Closed loop gain (항상 +)
* differential amp
(noise 제거에 사용)
Cont...
White Noise
–
–
noise의 분포가 가우시안 분포인 noise
대부분의 노이즈의 형태에 해당
Differential Amp의 noise제거
–
V1 에 생긴 noise와 똑 같은 noise가 V2 에서도
생길 때, diff. Amp는 깨끗하게 noise를
제거한다.
Instrumentation
Non-In Amp
Sensor
Diff. Amp
Non-In Amp
Amplifier System
센서 전압과 아주 작은 신호를 분리하여
증폭한 후, Diff. Amp에서 noise 제거