오늘은 원래 GPU 의 변천사와 의미들, CF , SLI, Physics 등에 대해서 기술할려고 했는데 ㅋㅋ

후배들이 LM311 에 대해서 물어보는 바람에 이렇게 글을 씁니다 ㅋㅋ

저도 학부때 공부하면서 항상 헷갈렸었고, 다 안다고 생각했지만 오늘 시뮬레이션을 돌려보고 나서야

비로서 확실히 안것 같네요 ㅋㅋㅋ

여러분도 이번기회에 이 애매모호한 LM311 을 완벽 분해하길 바라면서 ㅋㅋ

일단 LM311 은 대표적인 OPAmp Comparator 입니다.

Open C, Open E 의 출력단을 각각 제공하며 설계자는 상상 Pull Up 이나 Pull Down 저항을 사용하여

출력 방식과 Range 를 정해주어야만 동작합니다 ㅋ

여기서 !! 가장 크게 헷갈리는 부분이 LM311 의 출력단에 TR 이 있을 텐데

(+) 입력이 (-) 보다 클경우 TR 이 Trigger On 되어 Open Collector 로 출력단을 구성하였을 경우에

Logic 이 Low 가 나와야 하는것 아니냐 !! 라는 고민을 하게 될때죠? ㅋㅋ


이런 생각이 들다보니 도대체가 뭐가 뭔지도 모르겠고 ㅋㅋ

자 이제 논란을 종결해 드리겠습니다

1. 일단 출력단이 TR 로 구성되어 OC, OE 의 출력핀을 따로 제공하는 것은 맞습니다!!!

<Figure1. LM311 내부 회로도>

어때요 ㅋㅋ 마지막에 아웃풋 해서 그아래 TR 이 하나 보이지요? ㅋㅋ

하지만 그 사이에 엄청나게 많은 로직들이 존재하네요 ㅋㅋ ㅠ

분석하기도 빡시고 분석 하고 싶지도 않습니다!! 왜냐 !! IC 는 Black Box 형태고 제공 되기때문에 그안의 로직을 모두

알 필요도 없을 뿐더러, 머리만 아푸니까요 ㅋㅋ

입력을 이렇게 주었을때 출력을 어떻게 뽑아내 주는지만 정확하게 알고 있으면 됩니다!

자.. 그러니까 니말을 (+) 가 높은 값이면 출력이 LOW 냐 ?? 라고 반문하실꺼지요!!

2. (+) 가 (-) 보다 높은 입력이 들어갈경우 , Pull UP 저항을 달아 OC 로 출력을 뽑아내면 HIGH 의 출력이 나온다.

이것이 정답입니다.

<Figure2. LM311 Open Collector 구성>

어때요. 종결했지요? ㅋㅋ

그러니까 LM311 의 마지막 출력단에 있는 TR 을 신경쓰지 마시고, 이렇게 생각하세요

아... IC 만드는 놈들이 (+) 가 높을 값일때 OC 로 구성하면 HIGH 의 출력을 내보내게 만들어놨구나....

이렇게 이해하고 넘어가시는것이 빠를것 같습니다.

3. Grond Reffered Load 방식, (Pull Down, OE) 을 사용할 경우 출력은 뒤집힌다.

이부분은 잘 아시겠지요? Pull Up 을 쓸때와 Pull Down 을 쓸때 출력이 뒤바뀐다는 사실이요

이부분은 제 수업시간에도 한번 설계를 했던 부분인데요 다시한번 종결을 하기위해서 아래 그림을 첨부합니다.

<Figure3. LM311 Open Emitter 구성>

보이시나요? ㅋㅋ Pull UP 저항을 쓸때와 출력이 바뀌었지요? ㅋㅋ

4. 야 ! 그럼 LM311 은 맨날 0 ~ +SAT 의 출력만 내보내 주냐?

그렇지 않습니다. 그럼 Pull Down 을 썼을 때 +SAT 에서 -SAT 까지 Logic Level 을 바꿔 볼까요?

조금만 생각하면 쉽게 알수 있답니다.

<Figure4. LM311 출력 전압 범위 조정>

3, 4번 그림간에 무슨 차이가 있는지 찾으셨나요? ㅋㅋ

이제는 쉽게 아시겠지요? ㅋㅋ출력의 Ground 를 어떻게 잡느냐에 따라서 출력의 범위가 변하게 되는 것입니다.

Pull UP 도 같은 원리로 구현할수 있겠죠? 이부분은 생략합니다.

정리해보지요.

1. LM311 은 OPAMP Comparator 로써, (+) 입력이 더 클 경우 & Pull UP 으로 구성할경우 HIGH 의 출력을 내보낸다.
2. Pull Down 으로 구성할 경우, 출력은 Pull UP 으로 구성했을 때와 비교하여 반대가 된다.
3. 출력의 범위를 설계자가 원하는대로 정해줄수 있다.

자 이제 좀 이해가 되시나요?

이해가 안되시는 부분이 있다면 전화 하시거나, 댓글을 달아주시기 바랍니다 ㅋㅋ

아니면 찾아오셔도 되구요 ㅋ

좋은밤 되시구요 ~ 후배들은 시험 잘보고 ㅋㅋ

그럼 다음 포스팅에서는 좀 더 재미난 주제로 만나뵙길 바랍니다 ㅋㅋ

LM311 스팩 첨부합니다. 공부하세요 ㅋㅋㅋ

특히나 Application Note 부분에 있는 회로들을 잘 보고, 시뮬레이션 해보시면 훨씬 이해가 빠를듯 ~ ㅋㅋ
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Posted by J.Bear