산업기술
산업 제조
Lessons In Electric Circuits, Volume 3, Chapters 4 "Bipolar Junction Transistors" and 8 "Operational Amplifiers."
이 설계는 이전 차동 증폭기에서 전압 강하 저항을 전류 미러 네트워크로 대체해 더 높은 전압 이득과 예측 가능한 성능을 얻습니다.
증가된 이득으로 이 회로는 기능적인 연산 증폭기(오프앰프)로 동작할 수 있습니다. 오프앰프는 현대 아날로그 전자공학의 초석이므로 내부 구조를 이해하는 것은 매우 가치 있습니다.
PNP 쌍 Q1, Q2가 전류 미러를 형성해 차동 쌍 Q3, Q4를 흐르는 전류를 균형 잡습니다. NPN 쌍 Q5, Q6가 두 번째 전류 미러를 제공해 프로그래머블 저항 R_prg를 통해 총 차동 쌍 전류를 고정합니다.
두 입력 전압을 변화시키며 출력 전압(Q4 컬렉터, 그라운드 대비)을 측정하세요. 한 전위차계는 비반전 입력, 다른 하나는 반전 입력으로 작동함을 알 수 있습니다.
두 입력이 거의 같을 때 출력이 가장 강하게 반응합니다 — 이것이 차동 모드입니다. 이 동작이 확인되면 회로를 진짜 오프앰프로 쓸 수 있습니다. 첫 실험으로 전압 추종자(버퍼) 구성이 흔합니다.
전압 추종자로 쓰려면 증폭기 출력을 직접 반전 입력에 연결하세요 — 즉 Q4 컬렉터와 베이스를 묶고 반전 전위차계는 무시하세요.
오프앰프 기호는 비반전(+) 및 반전(−) 입력과 출력 꼭짓점을 보여줍니다. 빨간 선은 피드백 루프입니다. 전압 추종자에서 출력은 입력과 몇 백만 분의 1 볼트 이내로 추적해야 합니다.
더 정교한 구성은 비반전 증폭기로, 피드백 루프에 두 같은 저항을 두어 이득을 정확히 2로 설정합니다.
테스트 중 측정값과 예상 출력 간 작은 차이(보통 몇 백만 분의 1 볼트)가 보일 수 있습니다. 이는 차동 쌍의 불완전성에서 기인하며, 추가 증폭 단을 넣거나 R_prg를 미세 조정해 줄일 수 있습니다.
10kΩ에서 1MΩ까지 다양한 R_prg 값으로 시도해보세요. 10kΩ 미만은 피하세요. 전류 미러 트랜지스터에서 열 폭주를 막기 위함입니다.
일부 상용 오프앰프는 프로그래머블 전류 미러 포인트를 노출해 사용자가 R_prg처럼 내부 바이어스를 정확히 조정할 수 있게 합니다. 하지만 대부분 공장 제작 오프앰프는 이 바이어스를 정밀 트리밍된 저항으로 고정합니다.
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벡터는 수직선의 숫자처럼 더하기, 빼기, 곱하기, 나누기가 가능합니다. 가장 직관적인 연산은 덧셈이며, 이 글에서는 기하학적 벡터와 교류(AC) 전압 소스를 사용하여 단계별로 안내합니다. 두 벡터가 같은 방향(각도 일치)을 가질 때 크기는 스칼라처럼 단순히 더해집니다: 전기적으로, 같은 위상 각도를 공유하는 두 AC 전압 소스를 직렬 연결하면 개별 전압의 합과 같은 결합 전압이 생성됩니다. 이는 DC 배터리를 끝-to-끝으로 연결했을 때 기대하는 것과 정확히 일치합니다: AC에는 DC 같은 영구 극성이 없지만, 리드의 (+)와
타이머 또는 멀티바이브레이터 오늘은 디지털 전자 응용 회로인 타이머/멀티바이브레이터를 다룹니다. 타이머는 디지털 회로에 특정 주기 신호를 공급해 시스템 상태를 바꾸는 회로이고, 멀티바이브레이터는 High/Low 레벨만으로 구성된 신호를 내는 회로로 정의할 수 있습니다. 일반적으로 멀티바이브레이터는 2단 증폭기로, 한 증폭기 출력이 다른 증폭기 입력으로 양귀환 되는 구조입니다. 두 증폭기가 한 트랜지스터가 포화(ON)면 다른 쪽은 차단(OFF) 상태가 되도록 연결됩니다. 이 회로들은 펄스 생성, 저장, 카운팅 회로로 널리 쓰입니다.