기초실험및설계 : OP-AMP 반전 증폭기 결과보고서

소개

OP-AMP를 이용한 반전 증폭기의 결과보고서
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목차

1. 실험과정
2. 실험결과
3. 고찰

본문내용

전압의 전압 이득은 입력 전압에 대한 출력 전압의 비를 이용하여 구하는데, OP-AMP의 전압 이득은 무한대에 가깝다. 그러나 OP-AMP의 출력 단자와 입력 단자 사이에 소자를 이용하여 둘을 연결하면 피드백 회로가 구성되며 전압 이득을 제어할 수 있다. 본 실험에서는 저항을 이용하여 피드백 회로를 만들고, 반전 단자에 신호를 인가하는 반전 회로를 구성했는데, 반전 회로에서 전압 이득은 로 구할 수 있다. 식을 살펴보면, 반전 회로에서 전압 이득은 두 저항의 비로 구할 수 있고, 출력 전압은 입력 전압의 반대 부호를 가진다.
피크투피크로 계산한 전압 이득을 살펴보면 계산상의 전압 이득과 부호가 반대이다. 실험에서는 오실로스코프로 입력전압의 피크투피크 값을 측정하고, 출력전압의 피크투피크 값을 측정하여 전압 이득을 계산했다. 이 피크투피크 값은 AC 신호의 위상을 따지지 않기 때문에 항상 양의 전압 값으로 나타난다. 따라서 위상이 차이 나는지를 살펴보려면 오실로스코프에 프로브 2개를 연결하여 입력 전압과 출력 전압의 파형을 동시에 봐야 한다. 오실로스코프로 입력 신호와 출력 신호의 파형을 동시에 보니 파형이 서로 반대로 되어 있는 것을 볼 수 있었다. 즉, 첫 번째 실험과 같이 일 경우 입력 신호가 인데, 이 때의 출력 신호를 나타내면 로 나타난다. 출력 신호가 입력 신호의 반대 부호를 가지기 때문에 계산상의 전압 이득에 (-) 부호가 나타났던 것이다.

피크투피크로 계산한 전압 이득과 저항 비로 계산한 전압 이득을 비교해보면, =10kΩ, 20kΩ, 47kΩ일 때와 같이 전압 이득 크기가 1보다 작을 때에는 실험값과 계산 값이 같거나 거의 비슷하게 나타났다. 그러나 =5.1kΩ, 2.4kΩ일 때의 전압 이득은 계산 값과 차이가 크게 나타났다.
오차가 크게 나타난 원인을 생각해보면, 1)OP-AMP의 고장, 2)오실로스코프로 출력 전압 측정을 잘못함, 3)저항 값을 잘못 읽음, 4)출력 전압이 커서 이상 발생, 5)고온으로 OP-AMP의 증폭 특성 변화 정도로 생각할 수 있을 것 같다.

참고자료

· 없음