02. [OP AMP] - 전압 팔로워

02. 전압 팔로워

안녕하세요 JnP 입니다.

오늘 공부할 주제는 바로 전압 팔로워(Gain buffer)에 대하 공부하 겠습니다.

전압팔로워 기본 회로의 모습은 바로 이렇습니다.

그림 1) 전압 팔로워 회로도

전압 팔로워를 사용 하는 이유에 대하여 설명 하겠습니다.

1) 입력 전압을 출력으로 전달 하여 내보내는 BUFFER 역할을 합니다.

2) 입력 받은 전압을 손상을 최대한 출여 출력으로 내보내려고 할때 사용 합니다.

(멀리서 오는 전압을 온전하게 받고 싶을때 전압팔로워 회로를 적용시키면 좋습니다)

 

BUFFER 기능,입력 전압을 출력전압 그대로 출력을 한다고 했는데 왜? 그러는지 공식을 유도해 보겠습니다.

우선 공식을 유도하기 전에 전기 관련하여 법칙을 몇개 알아야 합니다.

1) 옴의 법칙

2) 키르히호프의 전류법칙(KCL)

위의 공식을 선행 학습 부탁드립니다. 

 

우선 연산 증폭기의 기본동직 식은 이렇습니다.

그림 2) 연산 증폭기 기본식

그림 1)의 회로도를 참고하여 공식을 바꾸어 보았습니다.

Vp == Vin 이 되었으며, Vn == Vout가 되었습니다. Vout 은 되먹임으로  (-)  로 단자로 들어가서 Vout이 되는 것입니다. 참고 부탁드립니다.

그림 3) 공식-1

위 공식을 전개 하면 다음과 같이 나왔습니다.

그림 4) 공식-2

Vout 으로 묶기 위하여 AVout 을 반대편으로 넘겨 주겠습니다.

그림 5) 공식-3

Vout 을 남기고 (1+A) 다시 넘겨주면 결과식이 나옵니다.

그림 6)공식 -4

 

그런데 이상합니다. 위에 설명에서는 입력 그대로가 출력이 된다고 하였는데 말이죠..

조금더 생각해봅시다. 그전 강의(이상적인 OPAMP)에서 Gain(A)은 무한대라고 하였습니다.

이걸 적용시켜 보겠습니다.

무한대 + 1 하면 1이라는 숫자가 표시가 날까요? 질문 하고 싶습니다.

 

따라서 다음식으로 변경할수 있겠습니다.

그림 7) 최종 결과식(전압팔로워)

A/A 는 1이라고 생각하겠습니다. 그래서 Vout == Vin 이라는 걸 볼수 있습니다.

그러면 처음 설명한 입력전압 그대로 출력전압에게 전달하는 내용을 증명하였다고 볼수 있습니다.

오늘 강의는 마치겠습니다.

많은 도움이 되었으면 좋겠습니다.

 

앞으로 OPAMP 강의 DIGITAL 회로 강의 이를 이용한 회로설계 PCB 설계 제어 까지 해볼 예정이니 많은 참여 부탁드립니다.

이해가 안가시거나 부족한 부분이 있다면 피드백은 항상 감사하겠습니다.

다음강의에도 더좋은 내용으로찾아 뵙겠습니다.

감사합니다.