【회로이론】 10-1강. 부유 커패시터와 Op Amp의 피드백 방향

10-1강. 양성/음성 피드백 Op Amp (positive/negative feedback Op Amp)

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1. 부유 커패시터의 의미

2. Op Amp의 피드백 방향

3. 테브낭 등가회로를 통한 이해

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1. 부유 커패시터의 의미

⑴ 임의의  두 개의 금속이 회로 내에 연결돼 있을 때 축전기와 유사한 기능을 수행

⑵ Op Amp 내에는 수없이 많은 트랜지스터들이 있으며, 이들이 가상적인 축전기를 만듦

⑶ 이들을 부유 커패시터(stray capacitor)이라고 부름 : 영어로 떠 다니는 축전기라는 의미

⑷ 부유 커패시터의 축전용량을 부유 축전용량(stray capacitance)이라고 함

 

 

2. Op Amp의 피드백 방향

⑴ negative feedback (good)

 

출처 : 이미지 클릭

Figure. 1. negative feedback Op Amp^]

 

⑵ positive feedback (bad)

 

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Figure. 2. positive feedback Op Amp^]

 

⑶ positive feedback Op Amp의 문제점

 

Figure. 3. positive feedback Op Amp의 문제점

 

① 위 그림에 대한 설명 

○ 기본적으로 Op Amp의 등가회로를 나타내고 있음 

○ C 만큼의 커패시턴스를 가지는 가상의 커패시터가 파란색으로 표시돼 있음

○ Op Amp의 출력이 종속전압원의 형태로 나타남

② negative feedback Op Amp : case 1에 해당

○ 이상적 Op Amp : v_o = A(v₂ - v₁)

○ 실제 Op Amp : v_o = A(v₂ - v₁)

③ positive feedback Op Amp : case 2에 해당

○ 이상적 Op Amp : v_o = A(v₂ - v₁)

○ 실제 Op Amp : v_o = v₊ 또는 v_- (Op Amp의 supply 전압)

 

 

3. 테브낭 등가회로를 통한 이해

⑴ 테브낭 등가회로의 존재성

 

 

Figure. 4. 테브낭 등가회로의 존재성

 

① 가정 : R_i = ∞, R_o = 0, A ＜ ∞ 

② 수식화 : 파란색으로 표시한 super node에 대해 KCL(키르히호프 전류법칙)을 적용

 

 

⑵ 테브낭 등가회로 상의 해석

 

Figure. 5. 테브낭 등가회로 상의 해석

 

① 수식화

 

 

 

② negative feedback Op Amp : 회로설계 상 A ＞ 0

○ 모든 A에 대하여 v_th와 R_th가 양수

○ Q가 일정한 값으로 수렴 (안정)

③ positive feedback Op Amp : 회로설계 상 A ＜ 0

○ 어떤 A에 대하여 v_th와 R_th가 음수

○ Q가 발산 : 출력전압은 Op Amp가 도달할 수 있는 최대 전압인 supply 전압에 도달함

④ 결론 : 이상적 Op Amp와 달리 실제 Op Amp는 가상의 C가 하나 생겨서 피드백 방향에 따라 다른 결과를 보임

 

입력: 2016.01.12 00:40

수정: 2020.09.13 23:54