홍익대학교 전자회로(2) 최종 프로젝트 보고서

문서 내 토픽

1. 2-stage OP-Amp 설계

2-stage OP-Amp 회로를 설계하였으며, 모든 트랜지스터가 Saturation 영역에서 동작하도록 하였다. 또한 OP-Amp의 Small-Signal Gain이 50dB 이상, Gain*Bandwidth가 100MHz 이상, Phase Margin이 45도 이상이 되도록 설계하였다. 이를 위해 각 트랜지스터의 크기와 바이어스 전류를 조절하였으며, Compensation Capacitor를 추가하여 Phase Margin을 확보하였다.
2. Unity-gain Buffer 설계

Unity-gain Buffer를 설계하였으며, 입력 전압을 스윕하여 선형 동작 범위를 확인하였다. Compensation Capacitor 유무에 따른 Step Response를 시뮬레이션하여 Phase Margin이 부족할 경우 발진이 발생할 수 있음을 확인하였다.
3. Inverting Amplifier 설계

Inverting Amplifier를 설계하였으며, 1MHz와 100MHz의 입력 신호에 대해 시뮬레이션을 수행하였다. 저주파 영역에서는 목표한 Gain (-10)을 달성하였지만, 고주파 영역에서는 Gain이 감소하는 것을 확인하였다. AC 시뮬레이션을 통해 수 MHz 이상의 주파수에서 Gain이 감소하기 시작함을 확인하였다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 2-stage OP-Amp 설계

2-stage OP-Amp 설계는 고성능 연산 증폭기 구현을 위한 핵심 기술입니다. 이 설계에서는 입력 단계와 출력 단계를 분리하여 각각의 특성을 최적화할 수 있습니다. 입력 단계에서는 높은 입력 임피던스와 낮은 오프셋 전압을 달성하고, 출력 단계에서는 높은 출력 전류 구동 능력과 낮은 출력 임피던스를 구현할 수 있습니다. 이를 통해 높은 이득, 낮은 잡음, 우수한 주파수 특성 등의 성능을 확보할 수 있습니다. 2-stage OP-Amp 설계는 다양한 응용 분야에서 널리 사용되며, 아날로그 회로 설계 분야에서 매우 중요한 기술입니다.
2. Unity-gain Buffer 설계

Unity-gain Buffer는 입력 신호를 그대로 출력하는 회로로, 입력 임피던스가 매우 높고 출력 임피던스가 매우 낮은 특성을 가집니다. 이를 통해 입력 신호에 대한 부하 영향을 최소화할 수 있습니다. Unity-gain Buffer는 버퍼 증폭기, 전압 팔로워, 임피던스 변환기 등으로 불리며, 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. 예를 들어 ADC/DAC 회로, 센서 인터페이스, 전원 공급 회로 등에서 입력 신호를 부하의 영향 없이 전달하는 데 활용됩니다. Unity-gain Buffer 설계 시 입력 오프셋 전압, 입력 바이어스 전류, 주파수 특성 등을 고려해야 하며, 이를 통해 회로의 성능을 최적화할 수 있습니다.
3. Inverting Amplifier 설계

Inverting Amplifier는 입력 신호를 반전시켜 증폭하는 회로입니다. 이 회로는 간단한 구조와 안정적인 동작으로 인해 널리 사용되며, 다양한 응용 분야에 활용됩니다. Inverting Amplifier의 주요 특징은 입력 임피던스가 낮고 출력 임피던스가 낮다는 것입니다. 이를 통해 입력 신호에 대한 부하 영향을 최소화할 수 있습니다. 또한 피드백 저항과 입력 저항의 비율로 증폭도를 쉽게 조절할 수 있습니다. Inverting Amplifier 설계 시 입력 오프셋 전압, 입력 바이어스 전류, 주파수 특성 등을 고려해야 하며, 이를 통해 회로의 성능을 최적화할 수 있습니다.