Non-Inverting Op Amp: 非反転オペアンプ

意味

非反転オペアンプは、出力電圧が入力電圧と同位相のオペアンプ回路である。これと補完関係にあるのは、180°逆位相の出力信号を生成する反転オペアンプである。

非反転入力とは何か？

アンプの非反転入力は、端子の構成を表している。非反転入力はプラス(+)記号の付いた端子で、反転入力はマイナス(-)記号の付いた端子である。これらは正および負の端子とも呼ばれる。

非反転(+)および反転(-)入力を備えたオペアンプの回路図記号

非反転アンプの式はどのようなものか？

非反転オペアンプは、オペアンプの黄金律に従って動作する。

1. 電流の原則：オペアンプの入力に電流は流れ込まない(I₊ = I_- = 0)
2. 電圧の原則：オペアンプの出力は2つの入力間の電圧の差がゼロであることを確保しようとする(V₊ = V_-)

非反転オペアンプ回路

上図の非反転オペアンプ回路について考える。電圧の原則によると、反転(-)入力の電圧は非反転(+)入力と同じになり、印加される電圧V_inである。

したがって、R₁を通って流れる電流は、V_in/R₁として求めることができる。

電流の原則によると、入力は電流を流さないため、その電流はその後すべてR₂を通って流れる必要がある。

そのため、出力電圧はV_out = V_in + (V_in/R₁)R₂として求めることができる。

したがって、利得はV_out/V_in = 1 + (R₂/R₁)である。

利得は決して1以下にならないため、非反転アンプは入力と同位相の増幅信号を生成する。

反転アンプと非反転アンプの違いは何か？

非反転アンプは入力信号と同位相の出力信号を生成するのに対して、反転アンプの出力は逆位相である。反転オペアンプと非反転オペアンプは、いずれも1つのオペアンプと2つの抵抗で作成することが可能だが、構成が異なる。

参照： オペレーショナルアンプ(オペアンプ)