OP-AMP 가상단락 원리와 입력 전압의 관계에 대한 궁금증 (Input voltage, negative feedback, op-amp, + and - terminals, voltage difference, KVL)

질문 요약

OP-AMP에서 입력 전압이 항상 같은 것은 'negative feedback'이 된다면, 다른 상황에서 입력 전압이 같다고 볼 수 있는지요?

답변 요약

negative feedback이 없는 경우, 오피앰프의 +와 - 단자 사이에 아무 소자도 연결되지 않은 상태입니다. 이때, 오피앰프의 +와 - 단자에 1V 전압을 연결하면 +와 - 단자 사이의 전압 차이가 1V로 설정됩니다. 그러나, negative feedback이 있더라도 KVL에 의해 +와 - 단자 전압은 다를 수 있습니다. 따라서, 중요한 것은 negative feedback의 여부보다는 KVL에 따르는 것입니다.

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OP-AMP 가상단락 원리와 입력 전압의 관계에 대한 궁금증

오늘은 OP-AMP의 '가상단락 원리'에 대한 궁금증을 해결해 보려고 합니다. 많은 학생들이 OP-AMP의 두 입력 전압이 항상 같다고 배웠지만, 사실 이것은 negative feedback이 있을 때만 그런 것입니다. 이에 대해 궁금증을 가진 학생이 질문을 통해 문의를 넣어주었습니다.

질문 : OP-AMP에서 '가상단락 원리'에 관해 질문이 있습니다.

교수님께서 OP-AMP의 두 입력 전압은 항상 같다고 설명하셨습니다. 그런데 저는 예전에 negative feedback이 있을 때만 두 입력 전압이 같다고 배웠습니다. 그래서, 'negative feedback'이 입력 전압에 미치는 영향이 전혀 없다고 봐야 하는지 궁금합니다.

답변 : OP-AMP와 입력 전압의 관계

먼저, negative feedback이 없는 경우를 살펴봅시다. 이 상황에서는 OP-AMP의 +와 - 단자 사이에 아무 소자도 연결되지 않은 상태입니다. 따라서, OP-AMP의 +와 - 단자에 1V 전압을 연결하면 +와 - 단자 사이의 전압 차이는 1V로 설정됩니다.

그런데, negative feedback이 있더라도 KVL(Kirchhoff's Voltage Law)에 의해 +와 - 단자의 전압은 다를 수 있습니다. 따라서, 중요한 것은 negative feedback의 여부보다는 KVL에 따르는 것입니다.

결론 : 입력 전압과 negative feedback

결국, 입력 전압과 negative feedback 사이에는 깊은 연관성이 있습니다. OP-AMP의 +와 - 단자 사이의 전압 차이는 negative feedback의 유무에 상관 없이 설정될 수 있습니다. 그러나, negative feedback이 있다면 KVL에 의해 +와 - 단자의 전압이 다를 수 있습니다.

따라서, 입력 전압을 제어하는 데에 있어서는 negative feedback의 유무보다 KVL을 따르는 것이 중요하다고 할 수 있습니다. 이를 통해 OP-AMP의 가상단락 원리에 대한 궁금증을 해결할 수 있었습니다.

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