#3. 면접준비(회로이론)-추가중

면접을 위한 회로이론 요약

1. 키르히호프 전압/전류 법칙 :  KVL, KCL

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2. 회로해석법 : 노드해석, 메쉬해석

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3. 테브닌-노턴 원리(회로 알아두기)

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4. 테브닌 저항을 구하는 방법 : 

Voc, Isc 를 구하거나 테브닌저항 자체를 구하는 방법(전압원 short, 전류원 open)

종속source가 있을 경우에는 test voltage를 인가하여 비율을 측정하여 Vth를 구함

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5. OP-AMP

기본적으로 증폭기가 필요한 이유는 신호가 회로를 거치며 저항성분등으로 인하여 계속해서 작아지기 때문에 이를 보정해주기 위해 증폭기를 사용함. 이외에도 입력신호 크기 자체가 작은 경우에도 증폭기를 활용하여 신호의 크기를 키워줌.

회로이론 수준에서는 OP-AMP 내부를 black box 형태로 생각하여 입력단과 출력단만을 간단하게 해석한다. 이 과정에서 해석하는 방법으로는 Virtual short, open 조건을 활용하여 해석한다. 이는 입력단의 +와 -단자에 흐르는 전류가 0(virtual open condition), -단자와 +단자의 전압차가 0(virtual short condition)인 조건을 활용하여 KVL, KCL을 적용하여 회로를 해해석한다. OP-AMP를 활용한 회로에는 몇가지 종류가 있으며, 아래 사진을 첨부하였다.

OP-AMP

OP-AMP를 활용한 Inverting, Non-inverting Amplifier

이외에도 inverting summer, 적분기, 미분기 op amp를 통해 연산을 수행할 수있다.

적분기

 

미분기

출처 : https://www.rfwireless-world.com/Terminology/op-amp-integrator-vs-differentiator.html

Difference between integrator vs Differentiator Op-Amp

미분기와 적분기는 커패시터의 위치에 따라 달라지므로 잘 알아두도록 하자.

마지막으로 차동증폭기(Difference op-amp)가 있다. 이는 +단자와 - 단자 모두에 전압을 인가하여 그 차이를 증폭시켜주는 증폭기이다. 

차동증폭기

사진출처 : https://electronics.stackexchange.com/questions/404079/cant-balance-differential-amplifier-circuit

Can't balance differential amplifier circuit

https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%B0%A8%EB%8F%99_%EC%A6%9D%ED%8F%AD%EA%B8%B0#:~:text=%EC%B0%A8%EB%8F%99%EC%A6%9D%ED%8F%AD%EA%B8%B0%EB%8A%94%20%EC%A3%BC%EB%A1%9C%20%EC%9E%A1%EC%9D%8C,%EC%8B%A0%ED%98%B8%20%EC%9D%B4%EB%93%9D%EC%9D%B4%20%EC%84%A0%ED%98%B8%EB%90%9C%EB%8B%A4.

차동증폭기를 활용하여 노이즈 제거 및 바이어스 전압의 영향을 줄일 수 있다.

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6. RL, RC 회로(1차 회로 : first order circuit)

RL, RC회로는 일정시점 이후부터 전원이 차단되고 저장된 에너지를 소모하며 나타나는 응답을 기반으로 한 회로이다.

참조 : http://www.ktword.co.kr/test/view/view.php?no=4381 

1차 회로

 

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7. RLC회로(2차회로 : Second Order Circuit)

RLC 회로의 경우 필터 위주의 회로로써, 어느 부분이 고주파/저주파를 통과시키는지 위주로 볼것, 쉽게 생각하기 위해서는 커패시터에서는 고주파를 잘 통과시키고, 인덕터에서는 저주파를 통과시킴, 예를들어 (가) 그림의 경우 R은 위쪽에 L은 아래쪽에 붙어있는데, 이렇게 되면 고주파와 저주파가 섞인 신호가 들어왔을때, R을 모두 통과하고, 저주파성분은 L쪽으로 많이 흘러들어 죽어버린다고 생각하면 된다. 따라서 (가)회로는 고주파만을 통과시키는 회로가 된다. 이를 저주파 통과필터LPF(Low pass filter)/고주파 통과필터HPF(High pass filter)이라고 한다.

위 그림은 BPF(Band pass filter)로 특정 주파수 대역만을 통과시키는 회로이다. 해당 회로는 RC만을 활용하여 주파수 대역을조절 하였으며, 아래와 같이 특정 주파수 대역을 통과시킨다. 

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8. OP AMP를 활용한 필터