オペアンプとは？わかりやすく理解するための知識習得マップ

 

オペアンプをわかりやすく理解するため、知識習得マップを作成しました。

• オペアンプについて、はじめから学習したい
• なんとなくオペアンプを知ってるけど、しっかりと理解したい
• これからオペアンプを使って電子回路を設計したい

 

こんな方のお役に立てばと思っています。

 

 

このページを上から順番に読んでいくと、オペアンプの基本から学ぶことができ、知識を深めることができます。

 

人によっては「アナログ回路はやらないからなぁ～」という方もいるかもしれませんが、自然界がアナログでできている以上、オペアンプの知識はあった方が良いです。

 

実際に製品を開発する際もオペアンプを使用する機会は多いです。

例えば、

センサからの小さな電気信号をオペアンプで大きな電気信号に変換して、CPUで処理できるようにする

という役割で使用することが多いです。

 

私自身、そのような電子回路を設計して10年になりますので、その経験を活かして頂きたいと思います。

 

それでは、最後までご覧ください。

 

オペアンプとは

オペアンプとは、わかりやすくいうと「増幅器」のことです。

その名の通り、小さな電気信号を大きな電気信号に変換することが役割です。

 

表記や呼び方は、

• • オペアンプ
  • OPAMP
  • OPアンプ
  • 演算増幅器

というように、色々あって、全て同じものです。

 

また、英語では「Operational Amplifier（オペレーショナル・アンプリファイア）」といいます。

略して、OPAMP（オペアンプ）と呼んでいます。

 

さらに、回路図でよくみるオペアンプの記号は５端子で表現します。

 

＋IN：非反転入力端子
－IN：反転入力端子
＋V：プラス電源端子
－V：マイナス電源端子
OUT：出力端子

 

このオペアンプがどのように動いているのか、確認していきましょう。

 

 

オペアンプ単体の動作

オペアンプを使用した回路はいろいろとありますが、まずは単体でどのような動作をするかを理解します。

そしてどのような用途で使うかも学習しましょう。

 

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オペアンプ増幅回路

オペアンプといえば「増幅」ですね。

電圧を増幅する電子部品で、増幅率は抵抗の比率で決まることを知っている人は多いと思います。

しかし、なぜ抵抗の比率で決まるかをキチンと理解しているでしょうか？

その部分も含めて、しっかりと理解していきましょう。

 

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オペアンプの種類

オペアンプには多くの種類があります。

よく使われているオペアンプの種類は３つに分類できるので、まずはその３つを理解しましょう。

 

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オペアンプの特性

オペアンプには様々な特性があります。

オフセット、入力インピーダンス、出力インピーダンス・・・などなど、１つずつ理解していきましょう。

 

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また、オペアンプは周波数によっても特性が変わります。下記の記事で周波数特性について理解しましょう。

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オペアンプの周波数特性でなぜグラフが下がるのか、原因と理由が知りたい。 オペアンプ周波数特性の計算方法を教えてください。 こんな質問にお答えします。   目次 オペアンプの周波数特性でグラフ ...

 

 

オペアンプの負帰還（フィードバック）

オペアンプは負帰還（フィードバック）回路で使用することが多いです。

増幅回路もその１つですね。

ここでは、なぜ負帰還が必要になるか理解しましょう。

 

オペアンプの負帰還回路【コンデンサでローパスフィルタになる】

オペアンプ回路で負帰還が必要な理由は何ですか？ オペアンプ回路は負帰還によって、どのように周波数特性や帯域幅が変化しますか？ 負帰還回路にコンデンサを使用するのはなぜですか？ こんな疑問にお答えします ...

 

 

いろいろなオペアンプ回路

オペアンプを利用した回路は、いろいろあります。

オペアンプ回路の知識の幅を広げることで、今後の電子回路設計に役立てましょう。

 

オペアンプの加算回路と減算回路【実は差動増幅回路です】

オペアンプの加算回路と減算回路ってなんですか？ 加算回路と減算回路の原理と計算方法を教えてください どんな用途で使われているかも知りたりです。 こんな質問にお答えします。   目次 オペアン ...

 

オペアンプの定電流回路【吐き出しとLEDから大電流FETと発振】

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余力のある人で、

そもそもオペアンプの内部回路ってどうなっているの？

って思う方は、下記の記事を参考にしてください。

ただ少し難しいので、読み飛ばしても良いと思います。

オペアンプ内部の等価回路【入力段の動作原理から解説します】

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実際のオペアンプ

ここまで学習したら、実際に設計してみると良いのですが、いきなり実際のオペアンプをみても、よく分からないと思います。

まずは、下記の記事で実際のオペアンプの使い方を学習しましょう。

 

実際のオペアンプの使い方を解説【勉強だけでは使いこなせない】

オペアンプを使いこなしたいけど、使い方が良くわからない。 オペアンプについて勉強したけど、実際のオペアンプとなると手が止まってしまう。 オペアンプのNC端子って必要ですか？ 作成したオペアンプ回路の使 ...

 

 

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