ESE 272

다음 주 중간고사 ...

Amplifier 들어가면서 확실히 어려워진 것 같기는 한디
들어가보자잉

The Ideal Operation Amplifier

먼저 이상적인 연산증폭기의 규칙은 다음과 같음.
1. 두 입력단자 (오징어 대가리에서 -, +)의 전위차 없듬
2. 두 입력단자 둘 다 전류가 흐르지 않는다

나는 이게 너무 궁금해 왜일까...
수업 때에 영어로 쏼라쏼라 설명했는데 잘 기억이 안나...

CMOS와 관련되어서 설명한 것 같아서 이것저것 자료를 찾아봤다..
19xx년도의 어떤 논문인데 어려워보이지만 그림 위주로!

위 그림은 기본적인 CMOS 차동 증폭기의 구조라고 한다.

정전류원의 역할...

아래쪽에 정전류원이 있는 것을 알 수 있을 거시야..
이 정전류원이 존재하기 때문에
입력 전압에 따라
Q1, Q2의 전류의 합이 일정한 것이당

Q1, Q2를 NMOS 차동 쌍이라고 한다

Prelab-6 으로 넘어가서..

Band pass filter를 설계하란다.
조건은 다음과 같음.
$A_v=-10$, passband from 100Hz to 10kHz.

실험에서 사용하는 TLC2274 op amp에 흐르는 전류를 $200\mu A$ 근처 혹은 이하로 유지하기 위해서 $R2 < 25k\Omega$ 로 설정하란다.

최대 출력 전압이 5V (power supply)
이 Op-Amp는 대칭 전원을 사용하고 있고
출력 전압은 $-5V$ to $5V$.

$R_2$를 $100k\Omega$로 설정한다면, 나쁘지 않음.

하. 지. 만.
$R_2$를 저렇게 설정해버리면, Cut-off Frequency가 정해진 마당에 Capacitance 값을 맞추려면 실험에서 오차가 많이 생긴다...

$f_{-3dB}=\frac{1}{2\pi C2R2}$

이런 식이 있기 때문..!!!
이것에 의해 C2가 결정되는데... 이 값이 Prelab에서 말하는 값과 매칭이 되지 않았다..

어떤 임의의 R2값을 선정하여 주어진 높은 주파수 리미트 값 (이번 prelab에서는 10kHz) 을 맞추기 위해서는 R2 값을 1.6 or 16 ... 를 써야되었는데 R2값을 $25k\Omega$ 이상으로 맞추란다

그래서 결국 R2를 $160k\Omega$로 설정한다면?
$C1\approx 99.xx nF$ 인가가 나와서
오차가 적도록
$C1=100nF$ 을 실험에서 사용할 수 있다.

$R1$은 뭐 Gain이 $-10$ 이니까 easy한 공식으로 구할 수 있꼬

$A_v=- \frac{R2}{R1}$

The solution for the s domain transfer function

후.. 라플라스 변환을 사용하는 거다
나는 라플라스를 5년전에 배운 것 같은데...
그냥 받아들이기로 했다. 기억이 안나

뭐 시간 영역에서 미분이면 s 도메인에서는 다음과 같이 나타난다고 한다.
$\frac{dV_{out}(t)}{dt}\rightarrow sV_{out}(s)$

처음에 KCL로 수식을 하나 세우고,
미분방정식을 만든다음에
s domain으로 변환해주고
$H(s)=\frac{V_{out}}{V_{in}}$ 을 해주면 끗.