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第４章 アナログ回路（オペアンプ）
アナログ回路とは：時間的に連続変化する信号を扱
う電子回路のことである．
アナログ回路には，増幅回路，発振回路，加算回路，
減算回路，微分回路，積分回路などがある．一般に，
トランジスタを中心に抵抗，インダクタンス（コイル），
キャパシタンス（コンデンサ）などを用いて，いろいろな
電子回路が作られる．
この章では，トランジスタなどから作った集積回路であ
るオペアンプを用いて，アナログ回路の簡単な設計方
法を学習する．
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４−１ 理想的演算増幅器
演算増幅器は，アナログ回路における演算用（四則
演算，微分，積分など）のため，トランジスタなどから作
られた集積回路であり，性能の高い直流増幅器である．
一般に，オペアンプ（OP，Operation amplifier）という．
オペアンプを用いてアナログ回路が簡単に作られる．
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オペアンプの構成
vo=A(vi+−vi-)
Aを電圧増幅度という．
V+，V−は電源で，一般にV+に+15V， V−に−15V
に接続する．
入力端子vi+とvi−は２つあり， vi+ に入力するとき，
出力voの位相は同じ， vi− に入力するとき，出力voの
位相は反転となる．
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オペアンプの性質
vi+ = 0のとき
vo= − Avi入力と出力の極性が
反転（逆位相）である．
vi− = 0のとき
vo= Avi+
入力と出力の極性が
同じ（同位相）である．
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オペアンプの性質
入力電流
入力インピーダンス
オフセット電圧
出力インピーダンス
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理想オペアンプ
（１）Zin=∞，Ii＋=Ii−＝0，
Vio=0
（２） Zout=0
（３）電圧増幅度A=∞
（４）入出力間に応答時
間が0である（瞬時処理）
以上の4つ条件を仮定したオペアンプを理想オペア
ンプという．今後，理想オペアンプを使うことにする．
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４−２ 反転増幅器
■増幅率はR0
とRAの比で決
められるので，
非常に便利で
ある．
■入力の極性
■理想オペアンプを使う．■vi+=0とする． と出力の極性
は反対である
R0 − ので，要注意．
入力と出力関係
v0 = −
RA
vi
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４−３ 非反転増幅器
■増幅率は
R0とRAの比
で決められる
ので，非常に
便利である．
入力と出力関係

R0  +
vi
v0 = 1 +
 RA 
■入力の極
性と出力の
極性は同一
である．
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４−４ オフセットの調整
オフセット電圧とは，入力電圧がなくても，微小な電
圧が出力されることである．一般に温度，電磁干渉，
電源電圧の不安定などの原因で発生する．これの存
在はオペアンプの精度が大きく損なわれる．
この回路で打ち消されるこ
とができる．また，オペアンプ
にオフセット調整端子（可変
抵抗器）が付いている．入力
が０のとき，出力も０であるよ
うに調整すればよい．
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４−５ 加算回路
■n個の入力電
圧があって，そ
れらの和を演算
する回路を加算
回路という．
■反転増幅器と
同じ原理で実現
される．
■入力電圧にそ
れぞれのR0/Riを
かけて，総和が
得られる．
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例題：オペアンプによる加算回路
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加算回路
反転増幅回路
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４−６ 加減算回路
減算
部分
加算
部分
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減算回路
■出力はvi+とvi-の
差からなり，その倍
率は R0/RAで調整
できる．
(
R0 +
v0 =
vi − vi−
RA
)
■理論回路であり，
実際に加減算回路
を用いる場合が多
い．
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補充：乗算と除算回路
乗算回路の基本は，反転増幅回路である．
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補充：乗算と除算回路
除算回路の基本は，反転増幅回路である．
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４−７ 前段回路との接合
■前段回路がある場，オペアンプ反転増幅器のR0と
RAの選び方を考える．結果：RA=RS（なぜか？後で論
述）になり，R0は出力関係v0=-(R0/RA)viの要求により
求められる．
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４−７ 前段回路との接合
■RA=RSであるか
の理由を説明する．
■インピーダンス
接合とは， RA=RS
のとき，最大に効
率で前段回路の信
号をオペアンプ増
幅器に伝える．
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４−８ 電圧ホロワ回路
前段回路のRSが非
常に大きい場合，イ
ンピーダンス整合の
ための，大きなRAが
入手できない．
v0=vi+，その入力イン
ピーダンスはオペアン
プの入力インピーダン
ス（∞と仮定）となる．
大きなRSに対応でき
る点が利用される．
電圧ホロワ回路
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４−８ 電圧ホロワ回路
電圧ホロワ回路を使うことにより，前段回路とオペア
ンプ回路とのインピーダンス接合がうまくできる．結
局：v0=-Avs，前段の高インピーダンスの影響を克服
できる．
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４−９ 微分回路
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４−９ 積分回路
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４−１０ 差動増幅回路
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演習問題
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演習問題
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演習問題
（４）次の回路の入力電圧と出力電圧の関係を求めよ．
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演習問題
（５）次の回路の入力電圧と出力電圧関係を求めよ．
ただし，数学の微分と積分記号を使ってもよい．
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