연산 증폭기의 비이상적 특성_결과(전자회로실험)

소개글

연산 증폭기의 비이상적 특성_결과(전자회로실험)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 사용 장비 및 부품
2. 실험 방법 및 결과
2.1 옵셋 전압
2.2 입력 바이어스 전류 및 옵셋 전류
2.3 슬루율(slew rate)
3. 결론

본문내용

었고, 이상적인 특성과 약간 다름을 알 수 있었다.
2.2 입력 바이어스 전류 및 옵셋 전류
2.2.1 실험 회로도
회로도
브레드보드 구성
2.2.2 실험 방법
1) 위와 같이 회로를 구성하고 디지털 멀티 미터를 사용하여 연산 증폭기의 입력 단자에서 전압을 측정하여 각 입력 전류를 계산하고 입력 바이어스 전류 및 옵셋 전류를 구한다.
2) 연산 증폭기를 바꾸어 실험 1)을 반복한다.
2.2.3 실험 결과
pspice 결과값
저항(200kΩ)
전 압
전 류
R1
-15.947mV
-79.79nA
R2
-15.947mV
-79.79nA
실험 측정값
증폭기
저 항
전 압
전 류
바이어스전류
옵셋 전류
①
R1
0.6145mV
3.0725nA
3.2513nA
0.3575nA
R2
0.6860mV
3.4300nA
②
R1
0.5648mV
2.8240nA
0.5234nA
0.4125nA
R2
0.4823mV
2.4115nA
실험에서 두 입력 전류의 차이를 최소화 시키기 위해 같은 저항 200kΩ을 사용했지만 연산 증폭기의 입력 단이 차동 증폭기 구조로 되어있어 비 대칭성으로 인해 약간의 차이가 있음을 알 수 있었다. 저항에 걸리는 전압을 멀티미터로 측정한 뒤 전류를 계산하니 위 표와 같은 전류를 얻을 수 있었고, 데이터 시트와 비교 결과 평균값과는 차이가 나지만 단위가 nA인 만큼 아주 미세한 차이가 있음을 알 수 있었다.
2.2.4 검토 사항
실험 중 저항의 양단에 걸리는 전압을 측정할 때 멀티미터의 + 단자를 연산 증폭기의 입력 단에 측정하니 음수 값이 측정되었다. 연산 증폭기의 입력 단에는 증폭기 내부로 들어가는 전류가 흐른다는 점을 생각하면 +전압 값을 얻기 위해서는 반대로 측정해야 한다.
2.3 슬루율(slew rate)
2.3.1 실험 회로도
회로도
브레드보드 구성
2.3.2 실험 방법
1) 위 회로와 같이 이득이 1인 완충 증폭기를 구성한 후 입력에 직류 옵셋 전압이 0, 피크-피크값이 10V이고 주파수가 10kHz인 구형파를 가하고 오실로스코프로 연산 증폭기의 출력 파형을 관찰한다. 관찰한 파형으로부터 연산 증폭기의 슬루율을 계산한다.
2.3.3 실험 결과
pspice 결과
시간변화량
전압변화량
슬루율
21.5μs
10V
0.465V/μs
시간변화량
전압변화량
슬루율
13.36μs
10V
0.748V/μs
슬루 현상은 증폭기에 높은 주파수가 가해 질 때 일어나는 현상으로 직접 실험해본 결과 PSPICE결과와 약간 다르지만 데이터시트 평균 값과 거의 비슷함을 알 수 있었다.
2.3.4 검토 사항
슬루율은 주파수가 증가 할수록 작아지는 것을 이번 실험을 통해 확인할 수 있었다. 실험을 할 때 출력 전압의 기울기가 생기는 부분이 앞은 안생기고 뒤에만 생기는 일이 있었는데 회로도를 다시 구성해보니 약간의 노이즈가 있지만 원하는 결과 값을 얻을 수 있었다. 슬루율을 계산 할 때 출력 전압이 상승하는 구간과 하강하는 구간의 기울기가 약간 차이를 보였는데 실험에서는 상승하는 구간의 슬루율을 측정 하였다.
3. 결론
이번 실험을 통해서 연산 증폭기가 이상적인 특성과는 약간의 차이를 보임을 알 수 있었다. 입력 단에 0V를 인가하여도 출력에는 약간의 전압이 측정되는 옵셋 전압과 그에 따른 전류가 흐른다는 것을 통해 입력 바이어스 및 옵셋 전류에 대해 공부할 수 있는 기회가 되었다. 현재 우리가 사용한 증폭기로도 아주 미세한 차이로 이상적인 증폭기 조건에 맞지 않았는데 이상적인 증폭기와 거의 비슷하게 만들기 위해서는 어떤 방법이 있을지 고민 해봐야 할 것 같다. 또한 증폭기마다 차이가 있는 것을 보고 증폭기들이 거의 차이 없이 일정한 값을 갖도록 하는 방법도 궁금하다.

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