Applied Electronic Circuit

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1 Applied Electronic Circuit
REPORT #1 원지혜

2 증폭기(Amplifier) 입력 신호의 에너지를 증가시켜 출력 신호에 큰 에너지의 변화로 출력하는 장치 AMP OUTPUT
INPUT 전원

3 기준 전압(Reference Voltage)
기준 전압을 기준으로 전압이 정해진다. 1.5V 15V 15V 1.5V 15V -15V

4 배경지식) 태브냉 등가회로 <구하는 방법> 태브냉 등가저항 구하기 ① 부하(load)를 없앤다.
② 부하 쪽에서 바라본 합성 저항을 구한다.= 태브냉 등가저항

5 태브냉 등가회로 2. 태브냉 등가전압 구하기 ① 부하를 없앤 상태에서 개방 전압을 구한다. =태브냉 등가전압
3. 태브냉 등가회로 구하기 구한 등가 전압과 등가 저항을 이용하여 왼쪽과 같은 등가회로를 그린다. 𝑉 𝑆 = 태브냉 등가 전압 𝑅 𝑆 = 태브냉 등가 저항

6 입력, 출력의 Loading Effect 𝑉 𝐼 = 𝑅 𝑖 𝑅 𝑆 +𝑅𝑖 * 𝑉 𝑆
𝑉 𝐼 = 𝑅 𝑖 𝑅 𝑆 +𝑅𝑖 * 𝑉 𝑆 𝑉 𝑜 = 𝑅 𝐿 𝑅 0 +𝑅 𝐿 𝑉 𝐼 *a = 𝑅 𝑖 𝑅 𝑆 +𝑅𝑖 * 𝑅 𝐿 𝑅 0 +𝑅 𝐿 * 𝑉 𝑆 *a 𝐴 𝑉 = 𝑉 𝑂 𝑉 𝑆 = 𝑅 𝑖 𝑅 𝑆 +𝑅𝑖 * 𝑅 𝐿 𝑅 0 +𝑅 𝐿 *a 𝑅 𝐿 부하(load) open circuit voltage 출력의 loading effect 입력의 loading effect ※loading effect 줄이기 위해선 𝑅 𝑖 가 크고 𝑅 0 가 작아야 함.

7 Current Amplifier 𝑖 𝐼 = 𝑅 𝑖 𝑅 𝑆 +𝑅𝑖 * 𝑖 𝑠
𝑅 𝐿 𝑖 𝐼 = 𝑅 𝑖 𝑅 𝑆 +𝑅𝑖 * 𝑖 𝑠 𝑖 𝑜 = 𝑅 𝐿 𝑅 0 +𝑅 𝐿 𝑉 𝐼 *a* 𝑖 𝐼 ※ loading effect 줄이기 위해 𝑅 𝑖 가 작고 𝑅 0 가 커야 함.

8 Transresistence Amplifier
𝑖 𝑠 𝑅 𝑆 𝑎𝑖 𝐼 𝑖 𝐼 = 𝑅 𝑖 𝑅 𝑆 +𝑅𝑖 * 𝑖 𝑠 𝑉 𝑜 = 𝑅 𝐿 𝑅 0 +𝑅 𝐿 * 𝑖 𝐼 *a 입력 전류를 출력 전압으로 바꾸어 줌->transresistence amplifier ※ loading effect 줄이기 위해 𝑅 𝑖 가 크고 𝑅 0 가 작아야 함.

9 Transconductance Amplifier
𝑉 𝑆 𝑅 𝑆 𝑅 𝐿

10 최대 전류 과부하 상태(overload) source resistence 10V 1Ω 1A
10V 1mA씀 부하저항 大 source resistence 10V 1Ω 1A 10V 1A씀 부하 大 open circuit voltage 1V 1A씀 최대 전류 : 𝐼 𝑚 과부하 상태(overload)

11 최대 전압 + 1V - + 10V - + 10V - 0.1A 흐름 ->과부하(Overload)

12 OP-AMP의 개요 Differential signal Single signal differential input
Vp Vn differential input single ended output Vd = Vp - Vn

13 IDEAL OP-AMP ※ Ideal OP-AMP 통한 해석의 예시

14 Differential Mode and Common Mode
: Differential-mode signal : Common-mode signal V1 V2 V1 V2

15 Voltage Amplifier Single-ended input Single-ended output
+ Vi - + Vo - + Vo - + Vi - Single-ended input Single-ended output Differential input Single-ended output

16 Voltage Amplifier Single-ended input Differential output
Differential input Differential output

17 Non-inverting Amplifier
이득이 안정화 된 대신 전압 이득은 작아짐. Negative feedback

18 이상적이지 않을 경우의 Non-inverting Amplifier

19 이상적인 OP-AMP 회로 해석 ※Negative feedback을 가지는 선형 OP AMP 회로의 해석

20 Negative Feedback ∑ a β : amount of feedback : loop gain
Feedback ratio(factor)

21 Negative Feedback A a 변하는 정도 잘 안 변함 잘 변함 선형성 선형적임 선형적이지 않음 잡음 특성 좋음
좋지 않음

22 Negative Feedback ∑ ∑ ∑ a1 a2 β ※ Negative Feedback의 장점 ① 이득 안정화
② 선형성 좋아짐 ③ 중간에 들어오는 잡음 줄여줌 잡음 줄어듦 중간에 들어온 잡음은 입력에 비해 줄어든 상태로 출력됨

23 저항의 오차로 인한 OP AMP의 GAIN 예) Vi(t) = 10sin(2∏*1000t)[mV]를 100배 증폭
이유? -저항의 오차 때문 OP AMP가 이상적이지 않아서 저항의 오차=5% 라 할 때, R2/R1의 최대오차를 계산하면, 가 됨

24 이상적이지 않은 Noninverting 회로 해석
①, ②에서 KCL을 적용하여 나온 두 식을 연립하면, ① ② 상대적으로 비율이 매우 작으므로 버림.

25 Noninverting Amplifier의 입력저항, 출력저항
입력저항 구하기 출력저항 구하기 입력에 전압V 인가, 입력에 ground 연결, -> ∞ -> 0

26 Inverting Amplifier ▶입력저항 구하기 -입력에 전압V를 인가, ▶ 출력저항 구하기 -입력에 Ground 연결,

27 저항 위치에 따른 Loading Effect
1. 2. : loading effect (입력 저항이 R1이므로) : loading effect 발생하지 않음 (입력저항=∞)

28 Voltage Buffer(Unit Gain Buffer)
예)