부품의 사용 용도 및 특성 (OP amp)

안녕하세요 하드웨어 개발자 보노노 입니다.

이번에는 OPamp에 대해 알아보도록 하겠습니다.

센서의 사용하려면 센서 데이터시트에 맞는 전압과 전류를 공급해 줘야겠죠? 이때 OPamp가 사용 됩니다.

내용을 보시고 응용해 보시면 좋을것 같습니다.

 

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실제 Op amp의 구조 입니다. 보기만 해도 벌써 어렵네요.. 차근차근 설명 드리겠습니다.

 

OP amp

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간단한 설명 : 단일 실리콘 웨이퍼에 많은 소자를 집적시켜 이상적인 증폭기처럼 동작하도록 설계.

위의 회로를 회로설계에서 사용할 경우

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공식 : Vo = A((V+) - (V-))

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두개의 입력단은 Differential amplifier 로 구성되고, 위와 같은 회로는 거의 사용되지 않는다.

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반전 증폭기

 

입력전류 i는 입력단자로는 흘러 들어가지 않으므로 R2를 통하여 출력된다.

+입력단자가 GND가 묶여 있으므로, 피드백 저항 R2에 의하여 두개의 입력 단자의 값이 같아지도록 출력값 Vout이 제어된다.

다 필요없고 공식으로 계산한다면

처음 Vin 에 대한 전류는 => I = Vin / R₁ 이다.

Vout = 0V - IR₂ 이고 I를 대입하면 => Vout = - (R₂ / R₁) * Vin 이 나온다.

R1 = 1k옴, R2 = 10k옴 이면 => 전압 게인 -10인 앰프를 구성할 수 있다.

(저항의 사용범위는 몇k옴 ~ 몇십k옴 범위가 좋다)

 

비반전 증폭기(1)

V+ = VIN 이고, V- = {R₁ / (R₁ + R₂) } * Vout 이다.

V+ = V- 이므로 Vin = {R₁ / (R₁ + R₂) } * Vout 이다.

따라서 Vout = {(R₁ + R₂)/R₁} * Vin => (1+ R₂/R₁)* Vin

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(1+ R₂/R₁) 부분이 Gain 이다.

 

 

비반전 증폭기(2)

 

V+ = {R₂ / (R₁+ R₂)} * Vin 이고, V- = {R₁ / (R₁+ R₂)} * Vout

V+ = V- 이므로 {R₂ / (R₁+ R₂)} * Vin = {R₁ / (R₁+ R₂)} * Vout 가 되고 푼다면,

Vout = (R₂ / R₁) * Vin 이 나온다.

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(R₂ / R₁) 부분이 Gain 이다.

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* 부하가 매우 작은 저항을 가지고 있으면 (입력 임피던스가 작으면), 충분한 전류를 흘러 주어야 하므로 사용.

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이상 기본 OP AMP 회로 공식이다.(추후 추가하여 올릴 예정)

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그냥 외워버리자!

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출처 : SENS - 서울산업대학교 기계설계자동화공학부 김정한