Operational Amplifiers

Operational Amplifiers Yongsik Lee

3A Properties of Op Amp • Operational Amplifier의 용도 • 초창기 아나로그 컴퓨터에서 전기신호의 연산(operation, 사칙연산이나 미적분 등)에 사용 • 전압, 전류, 저항 등의 정밀한 측정에 사용 • 일정 전류원, 일정 전압원에 사용 • Op Amp의 특징 • 저전압 동작 • 고신뢰도 • 저가격 ($1-100) • 소형 (1 cm 이하)

Input potential v+/v- Input difference potential vs = (v-) - (v+) PS = power supply (+-15V dc) A = Open loop gain Vo = -Avs Z = impedences - + Symbols for Op Amp

1 8 Offset null NC Invert - 2 7 V+ 3 6 Noninvert + Output V- 4 5 Offset null Simple Symbols for Op Amp • Skoog, Figuer 3-2 and Figure 3-3

- + Ideal Op Amp • 전압 이득이 무한대 • 대역폭이 무한대 • 입력 임피던스가 무한대 • 입력측의 전력유입이 없다 (매우 중요) • 출력 임피던스는 0

- + Real Op Amp • 높은 전압이득 (A=10,000-1,000,000) • 넓은 대역폭 (무한대는 아님) • 높은 입력 임피던스 (Zi > 106-1012 ohm) • 낮은 출력 임피던스 (Zo < 1-10 ohm)  전압 및 전류의 제한이 일어남

Offset voltage • 입력이 0 이라도 작은 정도의 출력 존재 • Ideally < 0.1 mV output • 상쇄전압 • 출력전압을 0이 되게 하기 위한 입력 전압 • Offset trim adjustment • See Figure 3-2(c) for optional offset trim

7 - 2 Vout 6 741 3 5 + 1 4 Offset trimmer • 대부분의 IC는 오프셋 전압 보상회로 제공 • 두 오프셋 조정단자에 외부 가변저항을 연결하고 저항값 조정 A 741의 입력 오프셋 전압 보상

1 8 Offset null NC Invert - 2 7 V+ 3 6 Noninvert + Output V- 4 5 Offset null Packaging OP amp 8핀 DIP형 OP-Amp

Inverting and Noninverting Input • Inverting 전환입력 • 180 degree out of phase with the input signal • Non-inverting 비전환입력 • In-phase output signal

Circuit Common and Ground • Circuit common • Symbol (▼) 회로 공통 • A conductor that provides a common return for all currents to their sources • All voltages are measured with respect to the circuit common • Earth ground • Symbol (≡) 접지 • Circuit common is not necessarily at the same potential as ground

References • H.V. Malmstadt, C.G. Enke, and S. R. Crounch, Electronics and Instrumentatation for Scientists, Menlo Park, CA: Benjamin/Cummings, 1981 • J. J. Brophy, Basic Electronics for Scientists, 5th ed. New York, McGraw-Hill, 1990 • P. Horowitz and W. Hill, The Art of Electronics, 2nd ed. New York, Cambridge University Press, 1989

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