liminfoOp-Amp Reference
연산증폭기 회로 구성/수식/주요 IC 레퍼런스
Op-Amp Reference 소개
Op-Amp 레퍼런스는 오피앰프 회로 구성, 핵심 파라미터, 주요 IC, 능동 필터 설계, 비교기 응용에 대한 검색 가능한 가이드입니다. 반전 증폭기(이득 = -Rf/Rin), 비반전 증폭기(이득 = 1 + Rf/Rin), 전압 팔로워, 차동 증폭기, 계측 증폭기(INA128, AD620), 가산 증폭기, 적분기, 미분기를 ASCII 회로도와 설계 공식과 함께 다룹니다.
CMRR(공통모드 제거비), 슬루율, GBW(이득대역폭곱), 입력 오프셋 전압, 입력 바이어스 전류, 노이즈 밀도 등 핵심 파라미터를 주요 오피앰프 패밀리별 대표값과 함께 문서화합니다. IC 레퍼런스는 LM741, LM358, TL072/TL074, OPA2134, NE5532, LM324의 완전한 사양, 핀 배치, 응용 노트를 포함합니다.
능동 필터 설계(1차 LPF, 2차 Sallen-Key Butterworth LPF, HPF, Multiple Feedback BPF)와 비교기 회로(기본 비교기, 슈미트 트리거, 정전류원, 윈도우 비교기)를 차단 주파수 공식 및 부품 계산과 함께 제공합니다. 전자 엔지니어, 오디오 설계자, 전자공학 학생에게 적합합니다.
주요 기능
- ASCII 다이어그램이 포함된 8가지 기본 오피앰프 회로 구성: 반전, 비반전, 팔로워, 차동, 계측, 가산, 적분기, 미분기
- 핵심 파라미터 레퍼런스: IC 패밀리별 CMRR, 슬루율, GBW, 입력 오프셋 전압, 입력 바이어스 전류, 노이즈 밀도 대표값
- LM741, LM358, TL072/TL074, OPA2134, NE5532, LM324의 핀 배치 및 응용 노트를 포함한 상세 IC 사양
- 능동 필터 설계 가이드: 1차 LPF, 2차 Sallen-Key Butterworth LPF, HPF, Multiple Feedback BPF의 부품 계산
- 비교기 회로: 기본 비교기, 히스테리시스 공식이 포함된 슈미트 트리거, 정전류원, 윈도우 비교기
- 모든 회로의 설계 공식: 이득, 차단 주파수, Q 팩터, 대역폭, 최대 출력 주파수
- NE5532, OPA2134, TL072의 THD+N, 노이즈 밀도, 슬루율을 비교하는 오디오 오피앰프 선택 가이드
- DC 오프셋 보상, 노이즈 저감, 안정성 고려사항, 임피던스 매칭 등 실용적인 설계 팁
자주 묻는 질문
반전 증폭기와 비반전 증폭기의 차이점은 무엇인가요?
반전 증폭기는 이득이 -Rf/Rin(출력 위상 180도 반전)이고 입력 임피던스가 Rin입니다. 비반전 증폭기는 이득이 1 + Rf/Rin(위상 반전 없음)이고 입력 임피던스가 매우 높습니다. 센서 신호 버퍼링처럼 높은 입력 임피던스가 필요할 때는 비반전 구성을, Rf/Rin 비율을 통한 정밀 이득 제어가 중요할 때는 반전 구성을 사용합니다.
LM741, TL072, OPA2134 중 어떤 것을 선택해야 하나요?
LM741(GBW: 1MHz, SR: 0.5V/us)은 교육용 레거시 소자입니다. TL072(GBW: 3MHz, SR: 13V/us, 노이즈: 18nV/sqrt(Hz))는 높은 입력 임피던스와 빠른 슬루율로 오디오에 널리 사용되는 JFET 입력 오피앰프입니다. OPA2134(GBW: 8MHz, SR: 20V/us, 노이즈: 8nV/sqrt(Hz), THD: 0.00008%)는 하이파이, DAC 출력, 헤드폰 앰프용 프리미엄 오디오 오피앰프입니다.
CMRR이란 무엇이며 왜 중요한가요?
CMRR(공통모드 제거비)은 차동 증폭기가 두 입력에 공통인 신호를 얼마나 잘 제거하는지를 20*log10(Ad/Acm) dB로 나타냅니다. CMRR이 높을수록 노이즈 제거 능력이 우수합니다. 대표값은 LM741이 90dB, INA128 계측 증폭기가 120dB입니다. 긴 케이블이 있는 센서 응용에서 전자기 간섭 제거에 높은 CMRR이 필수적입니다.
2차 Sallen-Key Butterworth 저역통과 필터는 어떻게 설계하나요?
Butterworth 응답(Q=0.707, 최대 평탄 통과대역)을 위해 Sallen-Key 토폴로지에서 R1=R2=R로 설정하고 C1/C2 비율로 Q=0.707을 맞춥니다. R=10k옴일 때 C1=22nF, C2=10nF으로 Q 약 0.707, fc 약 1.07kHz를 얻습니다. 차단 주파수 공식은 fc = 1/(2*pi*sqrt(R1*R2*C1*C2))이며, 감쇠는 -40dB/decade(2차)입니다.
슬루율이란 무엇이며 오디오 회로에 어떤 영향을 미치나요?
슬루율(SR)은 출력 전압의 최대 변화 속도(V/us)입니다. 왜곡 없는 최대 사인파 주파수를 결정합니다: f_max = SR/(2*pi*Vp). 예를 들어 TL072(SR=13V/us)에서 Vp=10V이면 f_max 약 207kHz입니다. 오디오 회로에서 부족한 슬루율은 빠른 트랜지언트에서 슬루율 제한 왜곡을 일으킵니다. 오디오에는 일반적으로 SR > 5V/us를 권장하며, OPA2134(20V/us)은 충분한 여유를 제공합니다.
차동 증폭기 대신 계측 증폭기를 사용해야 하는 경우는 언제인가요?
매우 높은 CMRR(100-130dB), 양쪽 입력의 높은 입력 임피던스, 단일 저항으로 이득 조정이 필요할 때 계측 증폭기(INA128, AD620)를 사용합니다. 기본 차동 증폭기는 정밀 저항 매칭이 필요하고 0.1%의 불일치도 CMRR을 크게 저하시킵니다. 브릿지 센서(로드셀, 스트레인 게이지), 바이오 신호(ECG, EEG), 정밀 측정에 필수적입니다.
전압 제어 정전류원은 어떻게 작동하나요?
오피앰프 정전류원은 부하 저항과 무관하게 Iload = Vin/Rs를 유지하기 위해 피드백을 사용합니다. 오피앰프가 반전 입력을 Vin과 같게 강제(가상 접지 원리)하여 Rs를 흐르는 전류가 Vin/Rs가 됩니다. Rs=1옴, Vin=1V이면 Iload=1A이고, Rs=100옴, Vin=5V이면 Iload=50mA입니다. LED 구동, 센서 바이어스, 전기화학 셀에 응용됩니다.
이 오피앰프 레퍼런스는 무료인가요?
네, 이 레퍼런스는 사용 제한, 계정 요구, 소프트웨어 설치 없이 완전히 무료입니다. 25개 이상의 오피앰프 회로, 6종의 주요 IC, 4가지 필터 토폴로지, 3가지 비교기/응용 회로를 다룹니다. 모든 데이터는 브라우저에서 로컬로 처리됩니다. liminfo.com의 무료 온라인 전자공학 도구 모음의 일부입니다.