[회로이론] OPAMP(연산증폭기) 해석

안녕하세요.

이번엔 연산증폭기 해석을 해보겠습니다.

 

저항만 하다가 OPAMP가 갑자기 튀어나오면 당황할 수 있는데요.

사실 회로이론에서는 OPAMP가 오히려 더 쉽습니다.

 

일단 OPAMP는 Nodal 해석을 기본으로 하면 쉽게 해결 할 수 있습니다.

 

 

1. 반전증폭기

 

OPAMP하면 다들 아래 사진의 회로를 많이 보실겁니다.

우리는 이 OPAMP를 해석하기 위해 기본적으로 1가지 사실만 외우면 된다.

OPAMP하면 Negative FeedBack, Positive FeedBack 등이 있지만,

그런건 다 전자회로적인 관점이고 회로이론의 관점에서는 Virtual Short(가상접지)만 아시면 됩니다.

 

반전증폭기

위 회로에서는 OPAMP Input의 -단자와 +단자가 가상접지입니다.

이 외 모든 OPAMP회로에서도 -단자와 +단자는 가상접지라고 생각하시면 됩니다.

 

위 회로의 +단자를 보면 GND와 연결되어 있는 것을 볼 수 있습니다.

즉 -단자는 가상접지이므로 똑같이 GND = 0V라고 생각하고 풀이하면 됩니다. 

 

반전증폭기

위 회로처럼 가상접지 부분을 Vx라고 하고 Nodal 방정식을 세워서 풀면 됩니다.

여기서 우리가 알아야 하는건 (-)단자에 전원이 연결되어 있으면 최종 결과는 반전되어 나온다는 것입니다.

그래서 우린 이걸 반전 증폭기라고 합니다. 

 

그럼 반전증폭기가 있으면 비반전증폭기가 있을 것입니다.

 

2. 비반전증폭기

 

비반전증폭기

이번엔 (+) 단자에 전압원이 연결되어 있습니다.

다만 먼저 봤던 회로와 달리 저항들은 (-)단자와 연결되어 있는데요.

이는 회로를 해석하고 나면 알 수 있습니다.

 

결과는 Vout이 Vin과 같은 방향으로 + 또는 - 를 가진 다는 것을 알 수 있습니다.

하지만? 반전증폭기와 달리 저항 비율에 1을 더합니다.

그래서 비반전증폭기는 입력 대비 출력이 1 대 1이 될 수 없는 것입니다.

 

그런데 여기서 잠깐 R1과 R2가 0옴이면 되지 않냐고 생각하시는 분이 있을 수 있습니다.

맞습니다.

우린 그 회로를 Voltage follower(전압팔로워)라고 합니다.