OP 앰프 기초: 가상 단락으로 계산하기
피드백이 걸린 OP 앰프는 두 입력 전압이 같아지도록 출력을 움직입니다. 이 한 줄로 반전·비반전 증폭기를 계산합니다.
두 가지 규칙
피드백이 걸린 이상적인 OP 앰프는
- 입력 단자로 전류가 흐르지 않는다
- 두 입력 단자의 전압이 같아진다 (가상 단락)
비반전 증폭기
입력을 +단자에, 출력에서 -단자로 R2, -단자에서 그라운드로 R1을 연결하면
Vout = Vin × (1 + R2/R1)
R1 = 1kΩ, R2 = 9kΩ → 이득 10배. 입력 임피던스가 매우 커서 센서를 부담 없이 받습니다. R2를 0으로 하면 이득 1의 전압 팔로워(버퍼)가 됩니다.
반전 증폭기
Vout = -Vin × (R2/R1). 부호가 뒤집히고 입력 임피던스는 R1입니다.
실제 OP 앰프의 한계
| 사양 | 의미 | 영향 |
|---|---|---|
| 입력/출력 레일투레일 | 전원 끝까지 쓸 수 있나 | 단전원 3.3V 회로에서 중요 |
| 오프셋 전압 | 입력이 0일 때의 오차 | 작은 신호 증폭 시 오차가 이득배 |
| GBW | 이득 × 대역폭 | 이득 100이면 대역은 GBW/100 |
| 슬루율 | 출력이 변할 수 있는 최대 속도 | 빠른 PWM 전류 파형 추종 |