オペアンプの基礎

オペアンプの正電源端子と負電源端子間に印加できる許容電圧です。両電源動作のオペアンプでは±で表現されます。単電源のオペアンプでは単に電圧で表現されます。 例えば両電源の場合は±16V、単電源の場合は5V等のように記載されています。

オペアンプの電源電圧の規定は正電源端子と負電源端子間の電圧と規定されています。ですから電源電圧±16Vと規定されているオペアンプは正電源端子に＋16V、 負電源端子に－16Vを同時に印加してもよいことになります。このときの正電源端子と負電源端子間の電圧は32Vになります。つまり負電源端子をグランドに接続し、 正電源端子を＋32Vに接続しても問題がないということです。単電源で動作するオペアンプも同様なことがいえます。5Vで動作するオペアンプなら正電源端子に＋2.5V、負電源端子 に－2.5Vを印加してもよいと言うことになります。

反転入力端子と非反転入力端子間に印加できる最大入力電圧です。±で表現されますが、これはどちらの端子を基準にするかによって極性が反対になる為です。

反転入力端子と非反転入力端子に（端子間ではありません)同時に印加できる許容限界電圧です。一般には電源電圧までが限界値です。

＊一般に電子部品を最大定格で使う場合はありません。オペアンプの場合も電源電圧±16Vなら±15V以下で使うなどです。また 電源電圧の項では変則的な電源の使い方にもふれましたが、オペアンプをこれから勉強しようとする方は両電源のオペアンプで実験されることをおすすめします。そのほうが オペアンプを理解しやすいです。

本来、オペアンプに入力信号がないときは出力に電圧は現れないはずですが実際のオペアンプは無信号時に多少の電圧が現れます。
この電圧をオフセットまたは出力オフセットと言います。オフセットは入力換算で表記されデータシートには「入力オフセット電圧」、「入力オフセット電流」の２つの項目 で表記されます。

オフセットの詳細はこちら--→オペアンプのオフセット

オペアンプの入力部は図２の様にトランジスタのベース又はFET、MOSのゲートになっています。ですからわずかですが電流を流し込むか引き込んでやらなければ動作しません。 この電流をバイアス電流と呼びます。すなわちオペアンプの入力端子に流入または流出する電流をいいます。

一般的にはオペアンプ回路では図１の様に直流帰還ループを形成します。このときバイアス電流は帰還抵抗に流れ出力オフセット生じさせます。

データシートでは差動利得と表現される場合もあります。
オペアンプの電圧利得は周波数特性をもっています。その減衰カーブは-20db/decです。
これはオペアンプで交流を扱うときの基礎的事項です。

電圧利得(ゲイン)の詳細はこちら--→オペアンプの電圧利得

オペアンプの出力は入力電圧の変化に忠実に応答しないで遅れて変化します。出力の時間当たりの電圧変化率をスルーレートといいます。
スルーレートは交流波形の入力と出力の相似性に影響を与えます。

スルーレートの詳細はこちら--→オペアンプのスルーレート

オペアンプ自身の入力インピーダンスです。図１の様なオペアンプ回路の入力インピーダンスではありません。

オペアンプの入力インピーダンスは非常に高くMΩオーダーのオペアンプからTΩオーダーのものまでいろいろあります。一般的なオペアンプの回路では オペアンプ自体の入力インピーダンスが問題になることはありませんが微小電圧、微小電流を扱う回路では検討しなければならない項目です。

オペアンプが飽和せずに出力できる電圧です。必要とする出力電圧がこの最大出力電圧以下でなければなりません。