어떠한 회로를 설계하더라도 회로 목적에 맞는 소자를 찾기 위해서는 각종 Data Sheet를 보아야 할 필요성이 있는데 이 장에서는 OP-AMP에 관련된 용의들의 의미를 살펴보기로 한다.그리고 또 하나 OP-AMP의 회로를 설계하고 제작 시에는 굳이 회로에 표기가 안되었더라도 특별한 이유가 없으면 전원 단자에 바이패스(Bypass) 콘덴서 0.01㎌∼0.1㎌(103또는104)를 부착하는 것으로 못박아 둔다. 콘덴서의 종류는 고주파 특성이 좋은 세라믹 또는 모노 콘덴서를 사용한다. 바이패스 콘덴서는 회로의 임피던스를 낮게 하고 외래 잡음을 제거함과 OP-AMP 내부에서 신호가 신호라인 이외의 경로에 의해 귀환하는 것을 방지하는 역할을 한다. 때로는 바이패스 콘덴서의 부착 여부에 따라 발진이 생기기도 한다. 기타 디지털 회로에서도 바이패스 콘덴서는 아주 중요하다. 수많은 신호 주파수 등을 스위칭 하므로 전원에 자체 스위칭 노이즈로 인하여 오동작의 원인이 되기도 한다.
OP-AMP의 기호 및 기본 등가
1. 입력 오프셋 전압 (Input Offset Voltage) 이상적인 OP-AMP에서는 입력이 "0"일 때 출력도"0"이나 실제 OP-AMP에 있어서는 "0"가 되지 않는다.
1) OP-AMP의 입력 부분을 구성하고 있는 T.R Pair의 차동증폭회로에서 두 개의 T.R 특 성의 언밸런스에 의하여 발생한다. (순도 100.00000%의 금을 만들 수 없는 것과 같다.)
2) 위와 같은 상황에 의하여 입력단자간에 남은 등가적인 직류 전압을 입력 오프셋 전압이 라 하며 보통은 수 mV 이내이다.
3) 저레벨 직류증폭을 목적으로 하는 회로에서는 큰 증폭오차를 가지게 되므로 입력 오프 셋을 조정하여 "0"가 되게 하여야하며 이경우에는 오프셋 조정 단자가 있는 OP-AMP를 선택한다.
4) 오프셋 전압은 온도에 따라 약간씩 변화하기 때문에 오프셋 조정회로가 있을 경우에는 온도보상회로 여부도 고려하여 설계하여야 한다.
2. 입력 바이어스전류(Input Bias Current) 1) 입력단자에 유입 또는 유출하는 직류전류를 바이어스 전류라 한다.
2) OP-AMP 내부 입력단의 T.R을 구동시키기 위해서는 항상 베이스 전류를 흘려두지 않 으면 안되는데 보통수㎁∼수㎂ 이다. 입력단이 F.E.T형은 수십㎀정도이다. 입력신호원의 소스전류가 극히 미약하면 F.E.T 입력구조의 OP-AMP를 선택하여 입력 임피던스를 보다 더 높힌다.
3) 입력 바이어스 전류도 온도에 따라 변한다.
3. 입력 오프셋 전류(Input Offset Current) 두 개의 입력단자에 입력되는 바이어스 전류차의 절대값을 말하며 온도 영향을 받는다. 오프셋 전압 또는 전류가 온도 영향을 받아 변화하는 것을 오프셋 전압 또는 오프셋 전류 드리프트라 한다.
4. 차동입력 저항(Differential Input Resistance) OP-AMP가 오픈 루프 상태에서 입력 양단간의 실효저항을 말한다. 소진폭의 교류신호 동작에 있어서 정의된 것으로 실용상으로는 그다지 문제점이 없다.
5. 차동입력 용량(Differential Input Capacitance) OP-AMP가 오픈 루프 상태일 때 입력 양단간의 정전용량을 말한다. 위의 4번 내용과 함께 차동 입력 임피던스라고 부르며 저항과 콘덴서의 병렬 등가로 나타 낸다.
6. GB곱(Gain Bandwidth Product) OP-AMP의 이득에 대한 주파수 특성 곡선을 말한다. GB곱이 10MHz 이상의 것을 고주파용 또는 광대역 OP-AMP라 한다.
7. 슬루레이트(SR : Slew Rate) 입력신호 전압이 시간적 변화가 빨라지면 출력 전압은 빠른 변화에 따라가기 어려워진다. 출력전압의 단위시간당 어느 정도 변화하는가를 규정한 파라미터가 슬루레이트 이다.
8. 래치업(Latch Up) 입력단이 이미터 팔로워형으로 구성되어 있지 않은 구형의 OP-AMP에서 최대 동상입력 전압을 넘는 입력신호를 가하면 출력전압이 갑자기 포화전압으로 상승하여 입력 신호를 내 려도 한동안 포화전압을 유지하는 현상 래치업에 관계없이 동상입력 전압 범위를 넘는 큰 입력신호를 반복하여 입력하면 특성이 열화 되므로 주의 하여야 한다.
이 장에서는 모든 OP-AMP의 관련 용어를 해설하지는 않았다. 설계시 고려해야만 될 것만 간추려 보았고 여기에 없는 용어들 중에는 강좌가 진행되는 동안에 자연스럽게 설명되어진다.
