연산증폭기 이득 계산기
반전·비반전·팔로워 구성의 전압 이득과 출력을 계산합니다. 대역폭이 신호 이득이 아니라 노이즈 이득으로 정해진다는 것과, 슬루 레이트가 언제 먼저 걸리는지까지 함께 확인합니다.
전압 이득
10배
20dB · Av = 1 + Rf / Rin
계산 방법
- 1회로 구성을 고릅니다. 반전은 부호가 뒤집히고, 비반전은 1배 아래로 내려갈 수 없습니다.
- 2입력 저항 Rin과 되먹임 저항 Rf를 넣습니다.
- 3입력 전압과 소자의 GBW·슬루 레이트·공급 전압을 넣습니다.
- 4이득과 출력, 대역폭, 슬루 레이트 한계 중 어느 쪽이 먼저 걸리는지를 확인합니다.
자주 묻는 질문
반전 구성은 −Rf/Rin, 비반전 구성은 1 + Rf/Rin입니다. 전압 팔로워는 Rf=0인 비반전이라 1배입니다. 이상적 연산증폭기의 두 가정, 곧 입력으로 흘러드는 전류가 0이고 두 입력의 전압이 같다는 것에서 바로 나옵니다.
없습니다. 이득이 1 + Rf/Rin이라 저항을 어떻게 잡아도 1보다 작아지지 않습니다. 신호를 줄이려면 반전 구성을 쓰거나 앞단에 분압기를 둬야 합니다. 반전 구성은 −0.5배 같은 감쇠가 자유롭지만 입력 임피던스가 Rin으로 묶여 앞단에 부담을 줍니다.
GBW를 노이즈 이득으로 나눈 값입니다. 여기서 중요한 것은 신호 이득이 아니라 되먹임 회로가 보는 이득, 곧 1 + Rf/Rin이라는 점입니다. 그래서 −1배 반전 증폭기는 노이즈 이득이 2라서 +1배 팔로워보다 대역폭이 절반입니다. 신호 이득의 크기는 둘 다 1인데도 그렇습니다.
출력 진폭이 클 때입니다. 진폭 Vp의 사인파를 내려면 최대 주파수가 슬루 레이트 ÷ (2π·Vp)로 제한됩니다. 작은 신호에서는 GBW가 먼저 걸리고 큰 신호에서는 슬루 레이트가 먼저 걸리므로, 둘 중 작은 쪽이 실제 한계입니다.
음의 되먹임이 걸려 있고 개방루프 이득이 아주 크기 때문입니다. 두 입력의 전압 차가 조금이라도 생기면 출력이 크게 움직여 되먹임을 통해 그 차를 다시 없애는 방향으로 밀어냅니다. 되먹임이 끊기거나 출력이 공급 전압에 붙어 더 움직일 수 없으면 이 가정이 깨집니다.
전송되지 않습니다. 모든 계산은 브라우저 안에서 이뤄지고, 입력값은 이 기기에만 남습니다.
알아두면 좋은 점
- 이상적 연산증폭기를 가정합니다. 실제로는 입력 오프셋 전압, 바이어스 전류, 유한한 개방루프 이득, 저항의 오차가 더해집니다.
- 출력은 공급 전압에서 자릅니다. 실제 소자는 레일까지 못 가는 경우가 많아 이보다 조금 안쪽에서 잘립니다. rail-to-rail 품목은 수십 mV까지 붙습니다.
- 대역폭은 GBW를 노이즈 이득으로 나눈 값입니다. GBW가 일정하다는 가정은 단극 보상된 일반적인 연산증폭기에 해당하며, 디컴펜세이티드 품목은 다릅니다.
- 가산 회로와 차동 회로는 다루지 않습니다. 저항이 더 필요하고 차동 회로는 저항비가 맞아야 동상신호가 제거됩니다.
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마지막 검증: 2026년 8월 30일 · 결과는 참고용 추정치입니다.