연산 증폭기(OpAmp) 이해하면 회로 설계가 쉬워진다 – 실무자가 정리한 핵심 가이드
OpAmp란 무엇인가? OpAmp(Operational Amplifier, 연산 증폭기)는 아날로그 회로의 심장이라 할 수 있습니다. 하드웨어 회로 설계에서 센서 데이터를 증폭하거나, 필터를 구성하거나, 비교 연산을 수행할 때 가장 많이 사용되는 핵심 부품 중 하나입니다. ✅ 핵심 정의 OpAmp는 두 입력 단자의 전압 차이를 증폭하여 출력하는 장치입니다. 이 부품은 내부적으로 고이득 증폭기, 차동 증폭기, 출력 버퍼 등으로 구성되어 있습니다. 🛠 OpAmp의 기본 구조와 핀 설명 비반전 입력 (+) : 기준 전압보다 높아지면 출력이 상승합니다. 반전 입력 (-) : 기준 전압보다 높아지면 출력이 감소합니다. 출력 (OUT) : 두 입력의 전압 차이에 따라 결정되는 출력 전압입니다. 전원 공급 (Vcc, -Vcc) : ±15V 또는 ±5V로 전원을 공급합니다. 📈 OpAmp의 대표 회로 예시 1. 비반전 증폭기 (Non-inverting Amplifier) 📌 회로 구성 입력 전압을 OpAmp의 +단자에 연결하고, 출력에서 저항 네트워크를 통해 -단자로 피드백을 줍니다. 🔧 회로도 핵심 요소 Vin → + 입력 입력 ↔ R1, Rf → 출력으로 피드백 Vout → 최종 출력 📐 이득(Gain) 공식 A v = 1 + R f R 1 A_v = 1 + \frac{R_f}{R_1} A v = 1 + R 1 R f 🧠 특징 위상 반전 없음 (입력과 출력 위상 동일) 높은 입력 임피던스로 센서 입력에 적합 적은 전압 손실 ✅ 응용 센서 증폭 회로 (온도, 압력) 버퍼 앰프 (다음 회로로 신호 전달 전 안정화) 2. 반전 증폭기 (Inverting Amplifier) 📌 회로 구성 입력을 - 단자에 연결하고, 피드백 저항을 통해 출력과 연결합니다. + 단자는 GND...