第6回: オペアンプ(その3)の演習

スルーレート

たとえば正弦波の入力 Vi = V0 sinωt を反転増幅回路などで増幅する場合、 Vi' = ωV0 sinωt ですから、最も急な入力の変化はωV0となります。 したがって出力もこれにあわせて変化するはずなので、 増幅率R1/R2の反転増幅器では、最も急な出力の変化は(R2/R1)ωV0となります。 これが、スルーレートよりも大きくなってしまうと、 出力はその変化に追いつかず、傾きがこのスルーレートの三角波に なってしまうわけです。

[演習] NJM741のスルーレートSRは、データシートから0.5V/μsですが、 このNJM741を使った増幅率10倍の反転増幅器に、 ω=10kHzの正弦波を加えるとき、 出力が正しい波形となる振幅の最大値V0はいくらでしょうか。
(解: 出力電圧の変化の最大値は 10×104V0 = 105V0で、 これがスルーレート0.5V/μs = 0.5×106V/s以下であれば よいので、V0 = 5V)

増幅率の影響

反転増幅回路を例に、増幅率が無限でないと、どれぐらいの 影響があるのか、を考えてみましょう。


[演習]
反転増幅回路で、オペアンプの増幅率が有限(A)の場合、 出力と入力の関係式を導いてみてください。
解(※訂正: この式の全体に-(マイナス)がつきます)

非反転増幅回路のオフセットの影響


[演習]
非反転増幅回路で、オペアンプに入力オフセット電圧Voffがある場合に、 Vi=0としたときの出力Voを求めてみてください。
(※訂正: 回路図のオペアンプの入力+と-が逆です)
解

入力バイアス電流・入力オフセット電流


[演習]
入力バイアス電流Ib (Ib1, Ib2)があるような現実のオペアンプを使った 反転増幅回路(図のRb=0としたもの)に対して、 Vi=0のときの出力Voを求めてみましょう。 また、Rbを含めたVoの式を求め、これからこのVoの誤差が最小となる Rbの値を求めてみてください。
ヒント

　， 　，


解



とすると



となるが、一般に入力オフセット電流は 入力バイアス電流よりも非常に小さいので、Voが小さくなる)

この回のソボクな疑問集
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