What is an Op-Amp?

• The operational amplifier (op-amp) is an electronic circuit element designed to be used with other circuit elements to perform a specified signal-processing operation.
• An op-amp is an active circuit element designed to perform mathematical operations of addition, subtraction, multiplication, division, differentiation, and integration.
• The op-amp is an electronic unit that behaves like a voltage-controlled voltage source

Powering the Op-Amp

• เราจะใช้ KCL มองเป็นก้อน ๆ (Block) เดียวเลย

• เป็นที่มาในการวิเคราะห์วงจร Op-Amp เลย

Equivalent Circuit of the non-ideal Op-amp

• แม้ว่าจะเป็น Non-ideal— $R_i$ จะมีค่าสูงมาก ๆ ทำให้กระแสที่เข้าจะน้อยมาก ๆ
• ส่วนตรง Output จะมี Controlled Voltage Source อยู่
  • $A$ คือ gain
  • $R_o$ อนุกรมอยู่ภายใน มีค่าน้อยมาก ๆ
• The differential input voltage $v_d$ $$v_d=v_2-v_1$$
• The output voltage $v_o$ is given by $$\boxed{v_o=Av_d=A(v_2-v_1)}$$

The Ideal Op Amp

• An ideal op amp is an amplifier with infinite open-loop gain ($A$), infinite input resistance ($R_i$), and zero output resistance ($R_o$)
• ส่วนใหญ่ตอนวิเคราะห์ใช้ Nodal Analysis นะ!
• ปกติจะเจอ Op Amp กับ C เสมอ (ไม่ค่อยเจอคู่กับ L นะ)

Inverting Amplifier

1. Applying KCL at node 1,
   • สมมติให้กระแสไหลออกทั้งหมดนะ
   $$\frac{v_1-v_i}{R_1}+\frac{v_1-v_o}{R_f}=0$$
2. But $v_1=v_2=0$ for an ideal op amp, since the non-inverting terminal (+) is grounded. $$\frac{0-v_i}{R_1}+\frac{0-v_o}{R_f}=0$$ $$-\frac{v_o}{R_f}=\frac{v_i}{R_1}$$ $$\boxed{v_o=-\frac{R_f}{R_1}v_i}$$

An inverting amplifier reverses the polarity of the input signal while amplifying it.

• โดยถือว่า $-\frac{R_f}{R_1}$ เป็น $A$ หรือเรียกว่า Gain

Non-inverting Amplifier

1. Applying KCL at node 1,
   • สมมติให้กระแสไหลออกทั้งหมดนะ
   $$\frac{v_1-0}{R_1}+\frac{v_1-v_o}{R_f}=0$$
2. But $v_1=v_2=v_i$ $$\frac{v_i}{R_1}+\frac{v_i-v_o}{R_f}=0$$ $$\boxed{v_o=\Big(1+\frac{R_f}{R_1}\Big)v_i}$$

An non-inverting amplifier is an op amp circuit designed to provide a positive voltage gain.

Summing Amplifier

Difference Amplifier