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Electric Engineering

전자회로 - Unity Gain Bandwidth

by 공대생 교블 2020. 11. 21.
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안녕하세요

오늘은 Unity Gain Bandwidth에 대해서 정리해보겠습니다

우리가 알다시피 증폭기의 이득과 대역폭은 반비례관계에 있습니다

 

Unity Gain Bandwidth란?

증폭기의 이득이 1인 주파수, 0dB일 때의 주파수를 말합니다.

개방루프 이득이 1인 입력신호의 주파수를 Unity Gain Bandwidth라고 합니다.

Open loop gain은 feedback loop에 구성요소가 없을 때 측정된 증폭기의 최대이득을 말합니다.

OP Amp에서 차동입력에서 보이는 주파수를 증가시키면 Open loop gain이 1로 떨어집니다.

이것 또한 Unity Gain Bandwidth라고 합니다.

 

이산고조파(Discrete harmonics) 예를 들어, 디지털신호의 경우 대역폭이 무한대일 수 있으므로 일부제한 주파수에서 대역폭을 차단해야합니다 증폭기는 모든 주파수를 수용할 수 있지만 주파수가 무한대에 가까워지면 이득이 0에 가까워집니다.

1. 광범위한 주파수를 수용할 수 있도록 Amplifier의 대역폭 최소화.

2. Unity Gain Bandwidth가 신호 대역폭보다 훨씬 큰지 확인.

 

Unity Gain Bandwidth를 결정하는 요소?

- Pole의 수 (Amplifier 전달함수)

- Feedback loop 또는 입력연결의 모든 반응요소

- Parasitics such as pad capacitance at the inputs and bond wire inductance

- 증폭기에 사용되는 모든 반도체 회로 요소의 구조

 

위 그림을 보시면 차단주파수가 되는 -3dB가 되는 대역폭을 Full-Power bandwidth라고 하고

Gain이 1이 되는 즉 0dB에서의 주파수까지의 대역폭을 Unity Gain Bandwidth라고 합니다.

수식을 살펴보면 Unity Gain Bandwidth 대역폭을 늘리려면 gm은 올리고 CL은 낮추는게 좋다는걸 확인할 수 있습니다.

gm의 경우 2는 상수, Oxide capacitance는 정해져있는 값이기 때문에 Id 전류를 바꿔주는게 가장 효율적이겠죠?ㅎ_ㅎ

 

 

 

제가 공부하고 있는 공대 대학원생 브이로그도 보러오세요 :)

 

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