【電験3種】理論「オペアンプ回路」の攻略ポイントと例題

電験3種における理論「オペアンプ回路」の攻略ポイントと例題についてまとめました。

【オペアンプ】反転増幅回路の動作

オペアンプを用いた最も単純な反転増幅回路は以下の通りです。

上記の回路の入力電圧を $V_o$ とするとき、出力電圧 $V_i$ は

(1) $\begin{eqnarray*} V_o=-\frac{R\2}{R_1}V_i \end{eqnarray*}$

となります。
この式からもわかるとおり、入力電圧 $V_i$ が反転して増幅された形で出力電圧 $V_o$ を得ることが出来ます。

オペアンプを用いた最も単純な非反転増幅回路は以下の通りです。

上記の回路の入力電圧を $V_o$ とするとき、出力電圧 $V_i$ は

(2) $\begin{eqnarray*} V_o=\frac{R_1+R_2}{R_1}V_i \end{eqnarray*}$

となります。
この式からもわかるとおり、入力電圧 $V_i$ が増幅された形で出力電圧 $V_o$ を得ることが出来ます。

オペアンプを用いた最も単純な微分回路は以下の通りです。

上記の回路の入力電圧を $V_o$ とするとき、出力電圧 $V_i$ は

(3) $\begin{eqnarray*} V_o=-CR\frac{dV_i}{dt} \end{eqnarray*}$

となります。
この式からもわかるとおり、入力電圧 $V_i$ が時間微分された形で出力電圧 $V_o$ を得ることが出来ます。

オペアンプを用いた最も単純な積分回路は以下の通りです。

上記の回路の入力電圧を $V_o$ とするとき、出力電圧 $V_i$ は

(4) $\begin{eqnarray*} V_o=-\frac{1}{CR}\int V_idt \end{eqnarray*}$

となります。
この式からもわかるとおり、入力電圧 $V_i$ が時間積分された形で出力電圧 $V_o$ を得ることが出来ます。