[전자회로실험]3.연산증폭기응용씄험(예비)

1. 목 표
연산증폭기를 이용하여 커패시터의 특성을 통해 미분기왿� 적분기를 구현할 수 있다. 또한 특별한 입력전 위 없이도 구형파를 발진할수 있는 발진회로왿� 같은 회로들을 제작하고 동작원리를 이해하며 분석할 수 있 다.

2. 배경이론 및 요약
반전증폭기에서 입력단자에 저항이 있고 출력단자쪽에 커패시터가 있는 경우 회로 해석특성상 입력전 위를 적분한 것에 대해 얼마간의 상수를 곱한것과 같으므로 적분기(integrator)라 불리운다. 또한 이왿� 반대로 반전증폭기의 입력단자쪽에 커패시터가 있고 출력단자쪽에 저항이 있는 경우 해석상 결과가 마 치 입력전위를 미분한것에 얼마간의 상수를 곱한것과 같이 나타나므로 이를 미분기(differentiator)라 한다. 그런데 이 적분기의 주파수 응답에 w=0을 대입할 경우 이득이 무한대로 너무 커지므로 커패시터 에 병렬의 저항을 추가설치하기도 한다. 주파수가 낮을수록 그 응답의 크기가 크며 주차수가 0인 경우 (즉 직류)에 대해 최대치를 갖는다. 그리고 미분기의 경우 주파수 w가 높아질수록 응답의 크기가 커지 며 이는 고주파 잡음을 증폭시킨다는 의미하므로 이를 방지하기위해 커패시터왿� 직렬로 저항을 추가하 기도 한다. 이 주파수 응답의 크기는 주파수가 높을수록 크며 무한대에 가까울수록 최대치를 갖는다.

■ 적분기
다음과 같은 회로도에서 궤환 저항 Rf가 없는 경우 이상적인 적분기 회로가 된다. 즉 Rin을 입력소자로 C1을 궤환소자로 하여, 초기 출력전압에 따라 입력파형을 적분한 파형이 출력에 나타나게 된다. 이때 전압의 입출력 관계식은 다음과 같다.

Rf가 없는 회로에서 귀환 소자인 커패시터는 직류에서 개방회로로 동작하므로 부귀환이 없다. 즉 입력 신호에 포함된 어떤 작은 직류 성분이라도 이론적으로 무한대의 출력을 산출할 것이다. 물론, 실제로는 무한대의 출력전압이 생기지는 않는다. 그보다는 증폭기의 출력은 입력 직류신호의 극성에 따라, 연산 증폭기의 플러스 또는 마이너스 전력 공급기 전압에 가까운 어떤 전압에서 포화될 것이다