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OP AMP의 풀스윙

전문가 제언: ○ OP AMP(Operational Amplifier)는 연산 증폭기로 증폭회로의 가장 대표적인 소자이다. 이 소자는 이상적인 증폭현상을 얻는데 성공한 아주 중요한 소자이며, 이 소자를 이용하여 간단하게 더하기, 빼기, 곱하기, 나누기는 물론, 미분, 적분 등을 할 수 있기 때문에 연산 증폭기라 부른다.

○ OP AMP의 동작에서 고려해야할 가장 중요한 두 패러미터는 GBW (Gain-BandWidth, 이득-대역폭 곱)와 슬루 레이트(slew rate)이다. OP AMP는 고주파가 될수록 이득이 줄어들게 되는데, GBW는 타당한 이득을 어느 주파수까지 보장하느냐를 나타내는 값이다. 또한 OP AMP는 전압이 증가하는 속도에 한계가 있기 때문에 고주파에서 동작할 경우 파형이 찌그러지는 현상이 나타날 수 있는데, 슬루 레이트는 어느 주파수까지 찌그러지지 않는 파형을 보장하느냐를 나타낸다.

○ OP AMP는 과거에도 매우 유용한 소자였고, 현재도 많은 부분에서 사용되고 있는 중요한 소자이다. 특히 요즘은 통신 분야, SC 회로, ISDN, HDTV 등의 분야에서 고속 동작이 가능한 소자를 요구하고 있다. 따라서 고주파에서도 안정적으로 동작할 수 있는 OP AMP를 설계하는 것이 중요한 이슈가 되고 있다. 고주파용 OP AMP를 얻기 위한 노력은 소자 공정법 개선을 통해 기본 소자의 특성을 향상시키는 부분과 우수한 회로 제작의 부분에서 이루어지고 있다.

○ 최근 전자제품의 발전에서 저전력 제품을 개발하는 것이 중요한 사안이 되고 있다. 저전력을 위해서 갈수록 소자의 동작 전압이 낮아지고 있어서 OP AMP의 경우도 예전의 ±15V에서부터 ±5V, 이제는 ±2.5V까지 낮아지고 있는 추세이다. 따라서 이런 저전압에서 안정적으로 동작할 수 있는 OP AMP를 구현하는 일 또한 중요한 이슈이다. ST 마이크로닉스는 2004년에 2.7V의 공급 전압에서 최고 200mA의 출력을 낼 수 있는 듀얼 OP AMP를 출시한 일이 있다. 우리나라도 이 같은 세계의 경쟁에서 지지 않기 위해서는 GBW와 슬루 레이트가 크고, 저전압에서 안정적으로 작동하는 OP AMP를 개발하는 일에 힘써야 할 것이다.

저자: Toshiaki Enzaka
자료유형: 학술정보