エンベデッドシステムスペシャリスト 2010年午前2 問01

問題文

反転増幅器はどれか。

🖊️ 解答を隠して解いてみる

ア：（正解）

イ：

ウ：

エ：

🔒 解説は解答すると表示されます

反転増幅器は、入力信号をオペアンプの「−」入力に加え、「＋」入力を接地した回路です。また、「−」入力と出力の間に帰還抵抗を接続します。

この条件を満たすのはアです。理想オペアンプでは「−」入力の電位がほぼ接地電位となり、入力電流は抵抗

R_{s}

と帰還抵抗

R_{f}

を流れます。その結果、出力電圧は入力電圧と逆の極性になります。

電圧増幅率は、次の式で表されます。

\frac{V _{o}}{V _{s}} = - \frac{R _{f}}{R _{s}}

マイナス符号は、出力の位相が入力に対して反転することを示します。

反転増幅器では、理想オペアンプの負帰還により「−」入力の電位が「＋」入力の電位にほぼ等しくなります。「＋」入力が接地されているため、「−」入力もほぼ0 Vになります。この状態を仮想接地と呼びます。

Q. 反転増幅器の出力を大きくするには、どうすればよいですか？
A. 増幅率の大きさは

R_{f} / R_{s}

で決まります。その比を大きくすると、出力の振幅も大きくなります。ただし、実際の出力は電源電圧などの制約を受けます。

Q. 非反転増幅器との見分け方は何ですか？
A. 入力信号が「−」入力に入るのが反転増幅器、「＋」入力に入るのが非反転増幅器です。

関連キーワード: オペアンプ、反転増幅器、負帰還、仮想接地、非反転増幅器、積分回路、微分回路

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