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更新2022/06/22

非反転増幅器

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構成と特徴

非反転増幅器は、オペアンプの代表的回路構成の一つで、入力電圧と同相の電圧を出力する回路です。
非反転増幅器の回路と入出力の関係式を 以下に示します。
オペアンプ非反転増幅器の回路と関係式
オペアンプ非反転増幅器の入出力特性グラフ
非反転増幅器の増幅率は「1+R2/R1」で、反転増幅器と同じく2ケの抵抗の比だけで一義的に増幅率が決まります。
外付けの抵抗だけで確定した増幅率を任意に設定できるので、非常に使い勝手の良い回路です。
反転増幅器より使いやすい特徴を持つため、位相反転が必要な場合を除き、この非反転増幅器が良く使われます。

高い入力インピーダンス

オペアンプを使う非反転増幅回路は、信号入力が+端子になるため、入力インピーダンスが非常に高くなるという特徴があります。
対局にある反転増幅回路の場合は、入力インピーダンスがR1でほぼ決まります。
R1が低ければ、入力インピーダンスも低くなり信号源に悪影響を与えます。
逆に、この非反転増幅回路は、+端子がオペアンプの持つ入力インピーダンス(数百kΩ~数MΩ)に等しくなります。
つまり、オペアンプ非反転増幅器は、前段の回路に影響を与えにくい増幅回路と言えます。
そのため、単なる同相の増幅器としての使い方以外に、バッファー回路としても良く使われます。

単電源で使いやすい

入力と出力が同相なので、プラス側電源だけの場合でも、単電源対策なしでそのまま使うことができます。
電池駆動機器などでは、回路が簡単になるので大きなメリットとなります。
参考:オペアンプを単電源で使う

反転増幅器と非反転増幅器の「+」端子と「-」端子は、負帰還のため常に同じ電圧になります。
実際には接がっていないのですが、仮想的にショートしていると言う意味で「イマジナルショート」と呼ばれます。

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電子回路とファームウェア専門の元エンジニアが、初心者の頃の疑問や勉強・経験で知った「そうだったのか」を2009年から書いています。

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