비반전 증폭기: 제작, 테스트 및 오피앰프 이득 제어 마스터하기

부품 및 재료

• 연산 증폭기: 1458 또는 353 모델 (Radio Shack 카탈로그 # 276‑038 / # 900‑6298)
• 6V 배터리 3개
• 10kΩ 리니어 테이퍼 포텐쇼미터 2개 (Radio Shack 카탈로그 # 271‑1715)

참조 자료

Lessons In Electric Circuits, Volume 3, Chapter 8: "Operational Amplifiers"

학습 목표

• 오피앰프를 단일 종단 증폭기로 사용하는 방법 시연
• 분할 부帰還이 어떻게 제어 가능한 이득을 설정하는지 설명

회로도

회로도

지침

이 회로는 피드백 경로에서만 단순 전압 팔로워와 다릅니다: 직접 연결 대신, 전압 분할 포텐쇼미터(R₂)가 출력의 일부를 반전 입력으로 피드백합니다. 이 배치는 오피앰프가 차동 입력 전압을 0에 가깝게 유지하는 값으로 출력을 구동하도록 강제하여, 포텐쇼미터 위치에 의해 설정된 전압 이득을 생성합니다.

R₂를 대략 중간 위치로 설정하세요. 이득은 2에 가까워야 합니다. 입력 포텐쇼미터(R₁)의 여러 설정에서 입력 및 출력 전압을 측정하세요. 그런 다음 R₂를 새 위치로 이동하고 측정을 반복하세요. 각 R₂ 설정에서 출력-입력 비율은 일정하게 유지됩니다.

출력 전압이 입력과 같은 방향으로 상승하므로, 이 증폭기는 비반전으로 분류됩니다. 출력이 입력과 반대 방향으로 움직이면 반전 증폭기입니다. 이 간단한 구성은 개별 트랜지스터 설계의 복잡성 없이 정밀하고 조정 가능한 증폭을 가능하게 합니다.

R₂를 변화시켜 달성 가능한 최대 및 최소 이득을 실험해보세요. 고려해보세요: 이 설정에서 달성 가능한 최저 이득은 무엇이며 그 이유는 무엇인가요?

컴퓨터 시뮬레이션

노드 번호가 있는 SPICE 회로도:

넷리스트 (다음 내용을 정확히 포함하는 텍스트 파일 생성):

 Noninverting amplifier
vinput 1 0
r2 3 2 5k
r1 2 0 5k
rbogus 1 0 1meg
e1 3 0 1 2 999meg
rload 3 0 10k
.dc vinput 5 5 1
.print dc v(1,0) v(3,0)
.end 

R₁ = R₂ = 5kΩ로 시뮬레이션은 중간 위치(50%)를 나타냅니다. 75% 위치를 에뮬레이트하려면 R₂ = 7.5kΩ, R₁ = 2.5kΩ로 설정하세요.

관련 워크시트

• 반전 및 비반전 오피앰프 전압 증폭기 회로 워크시트