[Analog Circuit 개요]
📌 아날로그 특성
수동 소자는 보통 IV Curve를 보고 특성을 판단한다.
아날로그 특성은 주파수와 Gain을 보고 판단하면 된다.
학습용으로 가장 많이 쓰는 것이 OPAmp 741이다.
100dB라고 하면,
1이라는 값이 들어갔을 때 10^5(100 000)배만큼 증폭돼서 나온다.
증폭도 0이 너무 많으면 불편하므로 좀 더 편리하게 사용하기 위해 dB라는 단위를 사용한다.
만약 주파수가 증가한다면,
Gain은 일정하게 유지되는 것이 아니라 점점 줄어들게 된다.
가장 이상적인 증폭기 : 주파수가 증가해도 Gain이 최대한 일정하게 유지되는 것.
<Gain-BandwIdth Product>
: Gain x BandWidth = 일정
만약 BandWidth가 감소한다면,
이 기울기가 20dB 스케일로 감소한다
증폭기 설계하는 사람은 0dB(1이 입력됐을 때 출력이 1)가 되는 지점에 가장 관심이 있다.
만약 0dB가 되는 지점이 지나가면, 감쇄기가 되어 증폭기의 기능을 잃게 된다.
이때 0dB가 되는 지점을 Cutoff frequency라고 하며,
고속으로 돌아갈수록 Cufoff fre'는 커진다.
현재 주파수는 800GHz까지 개발이 되었다.
근데 그 값은 이상적인 값이고
보드에 올려서 사용하면, 노이즈나 열 등의 이유로 인해 10%정도밖에 동작을 안 한다.
20년 전에 75GHz짜리 칩을 설계하고 있었다.
보통 그런 칩은 위성 등 초 고가의 제품에 탑재됨.
최종적으로 우리가 시뮬레이션 시 주목해야할 것은
0dB가 되는 지점, 증가하는 dB에 따른 gain 감소를 보면 된다.
[Common Source Amplifier]
📌 Schematic
📌 Simulation(Transient)
위와 같이 입력 대비 출력이 반전 증폭된 결과를 볼 수 있다.
📌 Simulation(AC)
주파수에 따른 Gain을 확인하기 위해 dB20을 체크한 뒤 시뮬레이션 출력 요소를 선택해 준다.
Phase를 확인하고 싶다면, Phase를 체크한 뒤 시뮬레이션 출력 요소를 선택해주면 된다.
📌 Layout
[Differential Amplifier]
📌 Schematic & Symbol
📌 Simulation(Transient)
입력이 반전되지 않고 그대로 증폭되어 출력되는 것을 볼 수 있다.
📌 Simulation(AC)
정확한 값의 출력을 내기 위해서는 위상 값도 일치해야 한다.
입출력의 위상이 일치해야 상쇄 간섭 또는 Out of phase 현상이 발생하지 않고 정상적으로 증폭이 이루어진다.
📌 Layout
[One Chip Design에 적용]
빈 공간을 채워주가 위해 Reg의 크기를 늘려서 채워주자.
CS AMP의 Reg는 4kΩ, DIFF AMP의 Reg는 25kΩ에 맞춰서 크기를 조절해주면 된다.
[One Chip Project]
One Chip Project End
