OP Amp의 Slew Rate 파라미터

 

OP Amp 특성 중의 하나인 Slew Rate는 OP Amp의 동작 속도를 나타내는 파라미터이다.

출력 전압이 규정한 단위 시간당 변화 가능한 비율을 나타낸다.

아래 그림은 Slew Rate의 파형도이다.

OP Amp 입력에 펄스를 인가할 경우 전압 레벨이 변함에 따라 Turn-on과 Turn-off에 시간 지연이 발생한다.

 

 

Turn-on과 Turn-off의 Slew Rate 계산식은 아래와 같다.

 

 

 

Slew Rate의 규정은 Turn-on 또는 Turn-off가 낮은 쪽을 기준으로 규정하고 있으며 OP Amp의 출력 신호 기울기의 최대치를 의미한다.

그 이상의 급격한 변화를 지닌 신호에 대해서는 출력 파형은 추종이 불가하여 왜곡이 발생한다.

증폭 회로를 구성한 경우에도 Slew Rate는 출력 변화의 비율이므로 변하지 않는다.

 

OP Amp는 응답 속도에 한계가 있으므로 모든 신호에 사용할 수 없다.

직류 전압 입력으로는 입력 전압 범위와 출력 전압 범위에 제안을 받으며 주파수를 지닌 교류 신호에 대해서는 이득 대역폭적 및 Slew Rate의 제약이 더해진다.

 

아래 그림과 같은 파형을 출력하기 위해서 필요한 Slew Rate는 'y=Asinωt'로 구할 수 있다.

 

 

Selw Rate는 사인파의 접선 기울기이므로 'y=Asinωt' 식을 미분한다.

 

 

사인파의 진폭은 Peak to Peak로 Vpp=2A이므로 아래와 같이 변형할 수 있다.

 

 

주파수 f는 풀파워 밴드 폭이라고 한다.

OP Amp에 증폭률을 설정하지 않은 상태이며 전압 폴로어에서 OP Amp의 출력 전압 범위 내에서 출력 가능한 진폭과 주파수의 관계이다.

 

예를 들어 SR=1V/us의 OP Amp에서 1Vpp의 신호를 출력할 수 있는 주파수는 아래와 같다.

 

 

일정한 진폭에서 주파수가 318.4 kHz를 넘으면 파형은 Slew Rate에 제한되어 사인파는 삼각파로 변하므로 왜곡이 발생한다.