理論電子理論演算増幅器・論理回路★★☆☆☆
演算増幅器（オペアンプ）の特性と増幅回路
概要
演算増幅器（オペアンプ）の理想特性（入力インピーダンス無限大・イマジナリーショート）を前提とした反転増幅回路と非反転増幅回路のゲイン計算を扱う。回路のゲインは帰還抵抗と入力抵抗の比で決まる。増幅回路の設計・解析問題で頻出のテーマである。
📖用語
演算増幅器（オペアンプ）：非常に高い電圧増幅度を持つアナログICの一種。反転・非反転の2入力端子と1出力端子を持つ。
イマジナリーショート（仮想短絡）：負帰還をかけた理想オペアンプで，両入力端子間の電位差が実質ゼロとみなせる状態。
開ループ電圧増幅度：帰還なし（オープンループ）でのオペアンプの電圧増幅度。理想的には無限大。
帰還抵抗（Rf）：出力から反転入力端子へ信号を戻す経路に接続される抵抗。ゲインを決める主要素子。
入力インピーダンス：入力端子から見た回路の等価抵抗。オペアンプでは理想的に無限大。
演算増幅器とは
非常に高い電圧増幅度を持つアナログICの一種。反転（−）・非反転（+）の2入力端子と1つの出力端子を持つ。
理想オペアンプの特性
•入力インピーダンス：∞（入力には電流が流れない）
•出力インピーダンス：0
•開ループ電圧増幅度：∞
•イマジナリーショート：フィードバック時，両入力端子の電位差 = 0
📐基本公式：増幅回路のゲイン
反転増幅回路：G = −RfR1
非反転増幅回路：G = 1 + RfR1
Rf：帰還抵抗 [Ω]，R1：入力抵抗（反転形）または帰還分圧用抵抗（非反転形）[Ω]
使い方・ポイント
•直流回路ではフィードバックループ中のコンデンサは開放として扱う。
•入力インピーダンスが大きいため，信号源への負担が小さい。出力インピーダンスが小さいため，負荷に安定した電圧を供給できる。
•反転形は入力と出力が逆位相，非反転形は同位相になる。
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