해설 보기
정답이상적인 연산증폭기는 CMRR이 커야 하므로 '작은 CMRR'은 옳지 않은 설명입니다.
핵심 개념
이상적 연산증폭기(OP-Amp)의 기본 특성
연산증폭기는 두 입력의 차이를 매우 크게 증폭하는 차동증폭기입니다. 이상적인 연산증폭기는 입력 임피던스가 무한대에 가까워 신호원으로부터 전류를 거의 끌어오지 않고, 출력 임피던스는 0에 가까워 부하가 붙어도 출력전압이 흔들리지 않습니다. 또 개방루프 전압이득이 매우 크고(수만~수십만 배) 주파수 대역폭이 넓으며, 두 입력에 공통으로 들어오는 잡음을 얼마나 잘 억제하는지를 나타내는 CMRR(동상신호제거비)은 클수록 좋습니다. CMRR은 차동이득을 동상이득으로 나눈 값이므로, 이상적으로는 동상이득이 0이 되어 CMRR이 무한대가 됩니다.
선지별 해설
①입력 임피던스가 높아야 앞단 신호원의 전류를 거의 소모하지 않고 신호를 그대로 받을 수 있으므로, 높은 입력 임피던스는 연산증폭기의 대표적 특성입니다.
②연산증폭기의 개방루프 전압이득은 매우 크며, 이 큰 이득이 있어야 부귀환을 걸었을 때 이득이 외부 저항비만으로 정확히 결정됩니다.
③출력 임피던스가 낮아야 부하 저항이 바뀌어도 출력전압 강하가 생기지 않으므로, 낮은 출력 임피던스가 이상적 특성입니다.
④이상적 연산증폭기는 주파수 대역폭이 넓어 직류부터 고주파까지 균일하게 증폭합니다. 실제 소자에서도 넓은 대역폭이 바람직한 특성입니다.
⑤CMRR은 두 입력에 공통으로 실린 잡음을 억제하는 능력을 나타내므로 클수록 좋습니다. 따라서 '작은 CMRR'은 연산증폭기의 바람직한 특성이 아니며, 이 선지가 정답입니다.
해설 보기
정답1단 이득 3배와 2단 이득 −100배가 곱해져 Vo = −30 mV가 됩니다.
핵심 개념
2단 종속 연결 증폭기(비반전 + 반전)의 전체 이득 계산
여러 개의 연산증폭기를 종속(縱續)으로 연결하면 전체 이득은 각 단 이득의 곱이 됩니다. 이 회로의 1단은 입력이 (+) 단자로 들어가고 R1이 접지에, Rf1이 귀환 경로에 있는 전형적인 비반전 증폭기이므로 이득은 1 + Rf1/R1 입니다. 2단은 앞단 출력이 R2를 통해 (−) 단자로 들어가고 (+) 단자가 접지된 반전 증폭기이므로 이득은 −Rf2/R2 입니다. 두 이득을 곱한 뒤 입력전압을 곱하면 최종 출력전압이 나오며, 반전단이 하나이므로 부호는 음(−)이 됩니다.