演算増幅器(オペアンプ)について、次の(a)及び(b)に答えよ。
図1及び図2のような直流増幅回路がある。それぞれの出力電圧 \(V_{o1}\) [V], \(V_{o2}\) [V] の値として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。
ただし、演算増幅器は理想的なものとし、\(V_{i1}=0.6\) [V] 及び \(V_{i2}=0.45\) [V] は入力電圧である。
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(1)
\(V_{o1}\): 6.6, \(V_{o2}\): 3.0
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(2)
\(V_{o1}\): 6.6, \(V_{o2}\): -3.0
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(3)
\(V_{o1}\): -6.6, \(V_{o2}\): 3.0
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(4)
\(V_{o1}\): 4.5, \(V_{o2}\): 9.0
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(5)
\(V_{o1}\): 4.5, \(V_{o2}\): -9.0
要点
正解は(2)。図1。入力が非反転入力端子(+)に加えられています。これは非反転増幅回路です。増幅率 \(A_v = 1 + \dfrac{R_f}{R_s} = 1 + \dfrac{100\text{k}}{10\text{k}} = 11\)倍。
詳細解説
正解は(2)です。
・図1: 入力が非反転入力端子(+)に加えられています。これは非反転増幅回路です。
増幅率 \(A_v = 1 + \dfrac{R_f}{R_s} = 1 + \dfrac{100\text{k}}{10\text{k}} = 11\)倍。
\(V_{o1} = 11 \times 0.6 = 6.6\) [V]。
・図2: 入力が抵抗 \(30\text{k}\Omega\) を介して反転入力端子(-)に加えられ、非反転入力端子(+)は接地されています（回路図の結線より）。これは反転増幅回路です。
増幅率 \(A_v = -\dfrac{R_f}{R_s} = -\dfrac{200\text{k}}{30\text{k}} = -\dfrac{20}{3}\)倍。
\(V_{o2} = -\dfrac{20}{3} \times 0.45 = -20 \times 0.15 = -3.0\) [V]。
以上より、選択肢(2)が正解です。
