電子回路Ⅰ 第12回(2008/01/24) 演算増幅器
今日の内容 理想増幅器の定義 演算増幅器（オペアンプ）とその応用回路 反転増幅器（インバータ） 非反転増幅器 加算回路 積分回路 理想ダイオード
理想増幅器の定義 Av １．電圧利得Avが無限大 ２．入力インピーダンスZiが無限大 ３．出力インピーダンスZoがゼロ － ４．帯域幅Bが無限大 ５．オフセットおよびドリフトがゼロ － ＋ Av 実際に理想増幅器はありえないが、近い特性をもつものに演算増幅器（Operational Amplifier、オペアンプ）がある
演算増幅器の例 NECのホームページより
演算増幅器の等価回路 NECのホームページより 差動入力
演算増幅器の端子とパッケージ(DIPタイプ) 写真はアナログデバイセスOP07
演算増幅器の端子とパッケージ(CANタイプ) 写真と左の端子は別のオペアンプ
V+、V-とは？ バイアス電源(VCC,VEE)が必要 （通常はプラス、マイナス両方） － ＋ V+ V-
増幅率が大きい H － + － Av Av v1 v1 ＋ vo ＋ vo 一般的には負帰還をかけて使用
基本的な回路 (反転増幅器、インバータ） Z2 Z1 － Av vi v1 ＋ vo 増幅器の利得Avに無関係 帰還回路だけで利得を決めることができる
別の考え方 （仮想接地、イマジナリーショート） i2 入力インピーダンスが無限大なので i1 Z2 － Z1 Av vi v1 ＋ vo
普通のショート（短絡）と イマジナリーショートの違い オープン（開放） ショート（短絡） イマジナリーショート 電圧的には短絡 電流的には開放 一般の回路
非反転増幅器 ＋ Av v1 vi － vo R2 R1
回路間で前後の影響を排除する（バッファ） ボルテージフォロワ ＋ ＋ Av Av v1 v1 vi － － vo vo R2 R1 回路間で前後の影響を排除する（バッファ）
バッファの例 （サンプルホールド回路） viの波形 vi vsの波形 vs vo G S D - - C + + - - C ボルテージフォロワ間にFETとコンデンサを入れる FET・・・サンプリングのタイミング コンデンサ・・・電圧保持 ●でDS導通（FET on） ○でDS開放（FET off） AD変換に使用される
加算回路 i1 R1 Rf v1 i2 R2 v2 － i3 Av vo R3 v3 ＋
積分回路 C i1 － Av v1 R vo ＋
理想ダイオード（１） 立ち上がりはゼロボルトではない
理想ダイオード（２） vo R2 D2 v1>0のとき、D1が導通、D2がオフ D1 v1<0のとき、D1がオフ、D2が導通 i1 － Av v1 R1 vi vo ＋ vi