電気・電子の基礎知識

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第１７１回直流増幅回路５
＜ＯＰアンプ＞
直流増幅回路は、第１６７回資料の回路１６７の様にトランジスタを組み合わせてつくる事も出来ますが、一般的には
下記の様な、オペアンプ（Operational Amplifier）と呼ばれるＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）を利用します。
（ＩＣ：トランジスタ、抵抗、コンデンサ、ダイオードなどの素子を集めて基板の上に装着し、各種の機能を持たせた
電子回路）
回路１６７は最も簡単なオペアンプであると言えます。
差動増幅回路
＊差動増幅回路の２つ入力端子（－INPUT ：反転入力）と
（＋INPUT：非反転入力）の間は、負帰還を掛けた時に
イマジナリーショートになります。
（第１６７回資料を参照）
回路の裸利得（負帰還を掛けていない状態での利得）の最大値≒316,000 倍
増幅する信号の周波数が高くなるに従って、裸利得は低下します。
オペアンプでは外付けの抵抗の値を変更するだけで、容易に回路の増幅度を調整する事が出来ます。
以下にその例を示します。
＜反転増幅回路＞（第１６７回資料を参照）
2
vi
vi
8
1
3
4
回路１７１－１
vo
vo
波形１７１－１－１：
（測定モード：ＤＣ）
Ｒｆ１＝１[ｋΩ] Ｒｆ２＝１０[ｋΩ]
ｅ１＝１０[ｋＨｚ] ２０[μｓ／ｄｉｖ]
ｃｈ１(緑色(ｖｉ)) ：１００[ｍＶ／ｄｉｖ]
ｃｈ２(ピンク(ｖｏ)) ：０．５[Ｖ／ｄｉｖ]
ｖｉp-p＝２００[ｍＶ]
ｖｏp-p＝１．９７ [Ｖ]
Ａｖ＝ｖｏp-p／ｖｉp-p ＝９．８５
＝Ｒｆ２／Ｒｆ１＝10ｋ／1ｋ＝１０
波形１７１－１－２：
（測定モード：ＤＣ）
Ｒｆ１＝１[ｋΩ] Ｒｆ２＝５[ｋΩ]
ｅ１＝１０[ｋＨｚ] ２０[μｓ／ｄｉｖ]
ｃｈ１(緑色(ｖｉ)) ：１００[ｍＶ／ｄｉｖ]
ｃｈ２(ピンク(ｖｏ)) ：０．５[Ｖ／ｄｉｖ]
vi
vo
ｖｉp-p＝２００[ｍＶ]
ｖｏp-p＝９９６ [ｍＶ]
Ａｖ＝ｖｏp-p／ｖｉp-p ＝４．９８
＝Ｒｆ２／Ｒｆ１＝5ｋ／1ｋ＝５
＜非反転増幅回路＞
第１６９回資料を参照。
vi
vo
回路１７１－２
波形１７１－２－１：
（測定モード：ＤＣ）
Ｒｆ１＝１[ｋΩ] Ｒｆ２＝１０[ｋΩ]
vi
vo
ｅ１＝１０[ｋＨｚ] ２０[μｓ／ｄｉｖ]
ｃｈ１(緑色(ｖｉ)) ：０．１[Ｖ／ｄｉｖ]
ｃｈ２(ピンク(ｖｏ)) ：１[Ｖ／ｄｉｖ]
ｖｉp-p＝２００[ｍＶ]
ｖｏp-p＝２．１７ [Ｖ]
Ａｖ＝ｖｏp-p／ｖｉp-p ＝１０．９
＝(Ｒｆ２＋Ｒｆ１)／Ｒｆ１＝１１
波形１７１－２－２：
（測定モード：ＤＣ）
Ｒｆ１＝１[ｋΩ] Ｒｆ２＝５[ｋΩ]
vi
vo
ｅ１＝１０[ｋＨｚ] ２０[μｓ／ｄｉｖ]
ｃｈ１(緑色(ｖｉ)) ：０．１[Ｖ／ｄｉｖ]
ｃｈ２(ピンク(ｖｏ)) ：０．５[Ｖ／ｄｉｖ]
ｖｉp-p＝２００[ｍＶ]
ｖｏp-p＝１．２ [Ｖ]
Ａｖ＝ｖｏp-p／ｖｉp-p ＝６
＝(Ｒｆ２＋Ｒｆ１)／Ｒｆ１＝６
下記の回路は、回路１６９－１（第１６９回資料）です。
この回路では、反転入力（－）と非反転入力（＋）は以下のようになっています。
反転入力（－）
非反転入力（＋）
vo
vi
＊ＯＰアンプのＩＣと回路１６７（１６９）の直流増幅回路を比較すると以下のようになります。
電源電圧：
ＯＰアンプのＩＣでは、例えば±４～±１８[Ｖ]の範囲で使用できるが、回路１６７（１６９）で電源電圧を変更
しようとすると、回路の定数を見直す必要がある。
入力インピーダンス：
ＯＰアンプのＩＣの方が高い。差動増幅回路の入力側の対のトランジスタにＦＥＴを使用している物は、
入力インピーダンスが非常に高い。
（ゲートに入力電流が殆ど流れ込まない為。
）
出力インピーダンス：
ＯＰアンプのＩＣの方が、かなり低い。
回路図の作成には Circuit Viewer を使用しました。
（Ｃ）2015 年 3 月
OKA 工学院
（無断転載禁止）

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