電気/電子用語の定義:inverting-op-amp

電気/電子用語:inverting-op-amp 

定義

反転オペアンプは、出力電圧が入力電圧と反対方向に変化するオペアンプ回路である。言い換えると、180°逆位相である。

反転入力とは何か?

アンプの反転入力は、端子の構成を表している。反転入力はマイナス(-)記号の付いた端子で、非反転入力はプラス(+)記号の付いた端子である。これらは負および正の端子とも呼ばれる。反転および非反転入力を備えたオペアンプの回路図記号を示す。

反転(-)および非反転(+)入力を備えたオペアンプの回路図記号

反転(-)および非反転(+)入力を備えたオペアンプの回路図記号

反転オペアンプはどのように動作するか?

反転オペアンプは、オペアンプの黄金律に従って動作する。

  1. 電流の原則:オペアンプの入力に電流は流れ込まない(I+ = I- = 0)
  2. 電圧の原則:オペアンプの出力は2つの入力間の電圧の差がゼロであることを確保しようとする(V+ = V-)

反転オペアンプ回路

反転オペアンプ回路

上図の反転オペアンプ回路について考える。反転入力はグランドに接続されているため、電圧の原則によって、非反転入力も(仮想)グランドのレベルにする必要がある。

R1を流れる電流はI = Vin/R1であり、電流の原則によって入力は電流を流さないと決まっているため、その電流はその後すべてR2を通って流れる必要がある。

反転入力は仮想グランドのレベルであるため、反転オペアンプの出力はVout = -IR2 = -VinR2/R1になる。

これによって、反転オペアンプ回路の利得は-R2/R1になる。利得は負で、出力が入力の逆位相になることを意味する。

オペアンプインバータ

オペアンプインバータは、オペアンプで作られた反転バッファである。反転バッファは増幅なしで信号の方向を変化させるため、回路の利得は-1である。上図から、2つの抵抗が等しい場合に反転アンプ回路の利得は-1であり、したがってオペアンプインバータはR1 = R2の反転オペアンプであることがわかる。

参照:オペレーショナルアンプ(オペアンプ)


アルファベット順の用語検索:
0-9ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ