[부산대 이학전자실험] OP-AMP (3)

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험기구 및 재료
4. 실험 방법
5. 측정값
6. 실험 결과
7. 결과에 대한 논의
8. 결론
9. 참고문헌 및 출처

본문내용

1. 실험목적
- Comparator 이해
- Photo detector 제작

2. 실험원리
- Comparator
비교기는 이름에서 알 수 있듯이 전압을 비교할 수 있는 장치이다. 이는 Op Amp에서 높은 전압 이득을 이용하여 입력신호를 무한대로 가깝게 증폭해준다. 이 Comparator는 입력되는 두 전압의 크기를 비교하여 두 입력 값 중 가장 큰 것을 결정해준다. Comparator에서 입력전압과 출력전압 관계를 아래의 수식으로 나타낼 수 있다.
( : Op Amp의 전압 이득)
위의 수식을 공급 전압을 고려한 이상적인 Comparator에 적용하면 아래와 같다. 입력신호 를 기준으로 가 그보다 커지게 되면 로, 반대의 경우에는 로 출력시켜준다.

- 다이오드
다이오드는 회로에서 전류를 한쪽방향으로만 흐르게 하는 소자이다. 따라서 다이오드의 저항은 한쪽 방향의 전류에 대해서는 매우 작지만 반대쪽 방향의 전류에 대해서는 매우 크다.
다이오드는 p형 반도체와 n형 반도체가 결합한 p-n접합형을 기본으로 하고 있다. 이에 따라 전류의 방향은 p → n 이 된다. p-n 접합이 연결되면, 접합부 근처에서 p형과 n형 반도체에 각각 존재하는양공과 잉여전자는 서로를 향해 확산된다. 이렇게 각각 확산되면 접합부 근처의 p형 반도체에는 (-)전하를, n형 반도체에는 (+)전하를 띄게 되고, 이에 따라 전위차가 발생하는데 이를 built-in-potential라 부른다. built-in-potential은 전하 운반자의 확산에 따라 점점 커지지만 그 결과로 형성된 전기장에 의해 전하 운반자는 반대로 움직이게 된다. 결국 전하 운반자는 서로 반대로 작용하는 두 요인 때문에 평형에 도달하게 되고 이로 인해 더 이상 전하가 이동하지 않게 되는데 이를 재결합이라 한다. 외부 전압을 다이오드 공핍층에 생긴 built-in-potential과 반대 방향으로 걸면, n형 반도체에 있는 전자가 p형 반도체에 있는 양공쪽으로 이동하게 된다.

참고 자료

회로이론, 7판, 5장, 6장, Charles K. Alexander, McGrawHill, 2021년
정보통신기술용어해설_비교기
http://www.ktword.co.kr/test/view/view.php?m_temp1=4499
정보통신기술용어해설_다이오드
http://www.ktword.co.kr/test/view/view.php?nav=2&no=3974&sh=%EB%8B%A4%EC%9D%B4%EC%98%A4%EB%93%9C
정보통신기술용어해설_포토 다이오드
http://www.ktword.co.kr/test/view/view.php?nav=2&no=4145&sh=%EB%8B%A4%EC%9D%B4%EC%98%A4%EB%93%9C