[전자회로실험] 연산증폭기의 비이상적 특성 결과보고서

본 내용은 " [전자회로실험] 연산증폭기의 비이상적 특성 결과보고서 " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2023.01.15

문서 내 토픽

• 1. 옵셋 전압

  실험 결과 입력 옵셋 전압이 매우 작기 때문에 출력 옵셋 전압에 1000을 나누는 식으로 입력 옵셋 전압을 구했다. 출력 옵셋 전압을 측정할 때도 값이 큰 폭으로 널뛰어서 측정에 많은 주의를 기울여야 했다. 직접 측정한 출력 옵셋 전압에 1000을 나눈 값은 각각 –1.867mV와 –1.787mV로, opamp 제작사에서 배포한 입력 오프셋 전압인 0~6mV 범위 안에 포함된다.

• 2. 입력 바이어스 및 옵셋 전류

  입력 전류는 저항을 크게 설정해도 직접 측정하기 어려울 정도로 작아서, 출력 전압에 저항 값 200k Ω 을 나누어 구했다. 표의 값을 이용해 구한 입력 바이어스 전류는 각각 104.962nA와 96.15775nA로, opamp 제작사에서 배포한 입력 바이어스 전류인 80~500nA 범위 안에 포함된다. 표의 값을 이용해 구한 입력 오프셋 전류는 각각 1.084nA와 0.0795nA로, opamp 제작사에서 배포한 입력 오프셋 전류 20~200nA 범위보다 작다.

• 3. 슬루율

  오실로스코프로 측정한 값을 이용해 구한 슬루율은 0.466666... ≃ 0.47V/us로, opamp 제작사에서 배포한 슬루율인 0.5V/us와 유사하다.

• 4. 실험 과정

  지난 주 실험에 비해 회로 설계나 측정 등 전반적인 과정이 모두 간단해서 지난 주 보다 훨씬 빠른 시간 내에 실험을 마무리 할 수 있었다. 디지털 멀티미터로 측정한 값이 불안정하게 널뛰어서 스탑 기능을 필수적으로 이용해야 했다. 오실로스코프를 사용할 때는 커서 기능을 사용해 두 지점의 시간, 전압을 측정하는 기능과 측정한 화면을 원하는 만큼 확대하는 기능을 새로 배웠다.

• 5. 실험 결과 비교

  실험에 사용한 ua741을 제작한 제작사에서 배포한 자료와 PSPICE 시뮬레이션 값, 그리고 실제 측정한 값을 각각 비교해 보며 이론값과 실험값이 얼마나 차이가 있는 지 비교해 보았다.

• 6. 실험 결과 요약

  이 실험을 통해 앞으로 진행하게 될 여러 실험에 사용하게 될 opamp의 여러 가지 특징을 이해하게 되었다. 아무런 입력을 가하지 않은 상태에서의 opamp는 이론적으로 입력 부분의 전압과 전류가 0이어야 하지만, 실제로는 그렇지 않고 아주 작은 값의 전압과 전류가 흐른다는 것을 알게 되었다. 입력 옵셋 전압과 입력 옵셋 전류를 배움으로서 이후의 실험들에서 생길 오차의 원인을 파악하거나 오차를 줄일 수 있다. 또한 슬루율에 대해 배움으로서 구형파를 입력했을 때 opamp를 거치면서 파형이 사다리꼴 형태로 지연된다는 사실을 알게 되었다.

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• 1. 주제2: 입력 바이어스 및 옵셋 전류

  입력 바이어스 전류와 옵셋 전류는 연산 증폭기의 또 다른 중요한 특성입니다. 입력 바이어스 전류는 연산 증폭기의 입력 단자에 흐르는 미세한 전류를 의미하며, 옵셋 전류는 이상적인 연산 증폭기에서 입력 단자에 0V를 가하면 출력 단자에 0V가 나와야 하지만, 실제로는 약간의 전류 차이가 발생하는 것을 의미합니다. 이러한 입력 바이어스 전류와 옵셋 전류는 연산 증폭기의 입력 임피던스, 온도, 시간 경과 등에 따라 변화할 수 있으며, 이를 최소화하기 위한 다양한 기술이 개발되고 있습니다. 입력 바이어스 전류와 옵셋 전류는 연산 증폭기의 정밀도와 안정성에 직접적인 영향을 미치므로, 이를 정확히 측정하고 관리하는 것이 중요합니다.

• 2. 주제4: 실험 과정

  실험 과정은 연산 증폭기의 특성을 정확히 측정하고 분석하기 위해 매우 중요합니다. 실험 과정에는 연산 증폭기의 입력 전압, 출력 전압, 전류 등을 측정하고, 이를 바탕으로 옵셋 전압, 입력 바이어스 전류, 슬루율 등의 특성을 계산하는 단계가 포함됩니다. 이 과정에서 측정 장비의 정확도, 실험 환경의 안정성, 데이터 분석 방법 등이 중요한 역할을 합니다. 실험 과정을 체계적이고 정확하게 수행하는 것은 연산 증폭기의 특성을 정확히 이해하고 활용하는 데 필수적입니다.

• 3. 주제6: 실험 결과 요약

  실험 결과 요약은 연산 증폭기의 특성을 종합적으로 정리하고 평가하는 데 필수적입니다. 실험 결과 요약에는 옵셋 전압, 입력 바이어스 전류, 슬루율 등의 주요 특성 값과 이에 대한 분석 및 해석이 포함됩니다. 이를 통해 연산 증폭기의 성능을 전반적으로 파악할 수 있으며, 특정 응용 분야에 적합한 연산 증폭기를 선택하는 데 도움이 됩니다. 또한 실험 결과 요약은 연산 증폭기의 설계 및 제조 과정에서 개선이 필요한 부분을 찾아내는 데 활용될 수 있습니다. 따라서 실험 결과 요약은 연산 증폭기의 특성을 종합적으로 이해하고 활용하는 데 매우 중요한 단계라고 할 수 있습니다.