演算増幅器・オペアンプ / Operational Amplifier

概要

代表的で使いやすい増幅器として、演算増幅器（オペアンプ）があります。オペアンプは、入力・出力・増幅の特性が理想的に近く簡単に使用できる増幅器として、オーディオやセンサ回路など幅広い分野で使用されています。

オペアンプは、「入力信号を増幅する機能」と増幅を応用した「アナログ演算機能」の機能があります。簡単にアナログ演算回路を作れることから演算増幅器と呼ばれています。

トランジスタを組み合わせた複雑な増幅回路を一つのパッケージ(IC)に納めた、特性の良い増幅器がオペアンプです。増幅対象の精度・速度・電力や、電源や応用例（オーディオ・ビデオ）などにあわせた様々な種類の製品が販売されています。

入出力

オペアンプの端子は、入力として「非反転入力(+)」と「反転入力(-)」の2端子と、「出力」があります。このほかに電源やオフセット端子などがあります。

動作

増幅する機能は、非反転入力(+)と反転入力(-)の電位差に、増幅率をかけた電圧が出力されます。 増幅率は、オペアンプの電気特性の上限値ではなく、負帰還回路により率を設定します。簡単な負帰還は2つの抵抗器だけで増幅率を決定できます。

例えば、オペアンプに10kΩと1kΩの抵抗器を取り付けて、非反転入力(+)に0.1V、反転入力(-)に0Vをかけると、1Vが出力される回路を作れます。

アナログ演算機能は、入力される電圧の加算・減算・比較・微積分などができます。また、この機能を使ってフィルタ回路を作れます。
例えば、入力された2つ以上の電圧の合計値（加算）の出力や、入力電圧と入力時間の積を出力（積分）することが出来ます。

増幅器

増幅器基礎

• 理想的な増幅器
• 負帰還増幅回路
• 差動増幅器

オペアンプ

• 演算増幅器・オペアンプ
• 仮想短絡 (イマジナリ・ショート、バーチャルショート)

増幅回路

増幅回路

• 反転増幅回路
• 非反転増幅回路
• 差動増幅回路

そのほかの増幅回路

• ボルテージフォロワ回路
• 電流出力アンプ(定電流回路)
• 電流－電圧変換回路
• インスツルメンテーションアンプ（工業用計測アンプ）
• 発振回路

演算回路

演算回路

• 加算回路
• 減算回路
• 微分回路
• 積分回路

そのほかの演算回路

• 比較回路

フィルタ回路

フィルタ回路

• ハイパスフィルタ・HPF (High-pass Filter)
• ローパスフィルタ・LPF (Low-pass Filter)
• バンドパスフィルタ・BPF (Band-pass Filter)

特性

特性

• 入力オフセット電圧 Voff
• 入力オフセット電流 Ioff
• ドリフト電圧 Vdft
• 同相信号除去比 CMRR
• スルーレート SR
• GB積
• 最大利得 Av
• ゼロクロス周波数

機能・種類

機能・種類

• 汎用オペアンプ
• 高精度オペアンプ
• 高速オペアンプ・広帯域オペアンプ
• ローノイズオペアンプ
• 微小電流オペアンプ

• オーディオオペアンプ
• ビデオオペアンプ
• パワーオペアンプ
• ローパワーオペアンプ

• バイポーラ入力オペアンプ
• J-FET入力オペアンプ
• CMOS入力オペアンプ

• 単電源オペアンプ
• 両電源オペアンプ
• フルスイング、レールツーレールアンプ (Rail-To-Rail)