전압 팔로워 OP 앰프: 무엇인가?
전압 팔로워란?
전압 팔로워(버퍼 앰프, 유니티 게인 앰프, 또는 격리 앰프라고도 함)는 출력이 입력 전압과 동일한 오프셋 앰프 회로입니다. 따라서 전압 팔로워 오프셋 앰프는 입력 신호를 증폭하지 않고 전압 게인이 1인 상태입니다.
전압 팔로워는 감쇠나 증폭을 제공하지 않으며, 단순히 버퍼링만 합니다.
전압 팔로워 회로는 매우 높은 입력 임피던스를 가지므로, 입력과 출력 신호 사이의 격리를 필요로 하는 많은 종류의 회로에서 널리 사용됩니다.
아래는 전압 팔로워 회로입니다.
전압 팔로워의 중요한 원리는 오름의 법칙입니다.
이 법칙에 따르면 회로의 전류는 그 전압을 저항으로 나눈 값과 같습니다.
앞서 언급했듯, 전압 팔로워는 매우 높은 입력 임피던스(따라서 높은 저항)를 가집니다.
하지만 높은 임피던스를 가진 회로에 대해 논의하기 전에, 낮은 임피던스를 가진 회로에서 어떤 일이 일어나는지 이해하는 것이 도움이 될 것입니다.
낮은 입력 임피던스—즉, 이 경우 저항—는 오름의 법칙 공식에서 'R'이 작게 됩니다.
고정된 전압(V)에서 이것은 낮은 임피던스(저항) 부하가 많은 양의 전류를 소비할 것이라는 것을 의미합니다.
따라서 회로는 전원에서 많은 양의 전력을 소비하여, 전원의 큰 교란을 초래합니다.
이제 같은 전력을 전압 팔로워 회로에 주는 경우를 고려해봅시다.
아래는 전압 팔로워 회로입니다.
출력이 역입력에 연결되어 있는 것을 확인하세요.
이 연결은 오프셋 앰프가 출력 전압을 입력 전압과 같도록 조정하도록 강제합니다.
따라서 출력 전압은 입력 전압을 "따릅니다".
앞서 언급했듯, 전압 팔로워는 매우 높은 임피던스를 가지는 오프셋 앰프의 한 유형입니다.
더 구체적으로 말하면, 오프셋 앰프의 입력 측은 매우 높은 임피던스(1 MΩ ~ 10 TΩ)를 가지지만, 출력 측은 그렇지 않습니다.
그럼에도 불구하고 오름의 법칙은 여전히 성립해야 합니다.
그래서 입력과 출력 측에서 전압을 동일하게 유지하고, 저항을 크게 줄인다면… 전류에는 어떤 일이 일어날까요?
맞습니다: 전류가 급증합니다.
전압 팔로워는 전압을 동일하게 유지합니다—우리는 전류도 동일하게 유지한다고 말하지 않았습니다!
전압 팔로워는 전압 게인이 1(즉, 1과 같음)이지만, 매우 높은 전류 게인을 가지고 있습니다.
따라서 입력 측에서는 매우 높은 임피던스와 매우 낮은 전류가 있습니다.
반면, 출력 측에서는 매우 낮은 임피던스와 매우 높은 전류가 있습니다.
전압은 동일하지만, 전류는 상승합니다(입력과 출력 사이의 임피던스가 감소했기 때문).
앞서 언급했듯, 오프셋 앰프의 입력 임피던스는 매우 높습니다(1 MΩ ~ 10 TΩ).
이렇게 높은 입력 임피던스 덕분에 오프셋 앰프는 소스를 하중으로 만들지 않고, 소스로부터 최소한의 전류만을 소비합니다.
오프셋 앰프의 출력 임피던스가 매우 낮으므로, 완벽한 전압 소스처럼 부하를 구동합니다.
따라서 버퍼에 대한 연결과 버퍼에서의 연결 모두 다리 연결입니다.
이는 소스의 전력 소비를 줄이고, 과부하 및 기타 전자자기 간섭 원인으로 인한 왜곡을 줄입니다.
전압 팔로워 게인
전압 팔로워는 출력 전압이 입력 전압을 따라가는 1(유니티)의 전압 게인을 가집니다. 전압 버퍼 앰프의 전압 게인은 대략 1이지만, 상당한 전류 및 전력 게인을 제공합니다. 그럼에도 불구하고 일반적으로 1의 게인—즉, 전압 게인(0 dB)을 가진다고 말합니다.
전압 분배 회로에서의 전압 팔로워
