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差動増幅回路と演算増幅器 差動増幅回路 +VCC 特性の揃った2つのトランジスタを使用 RC RC 各トランジスタのベースにバイアスはかけない正の電源VCC 負の電源VEE の２つを使用 RE -VEE -VEE で動作

差動増幅回路の交流信号等価回路 RC RC RE 差動出力出力 voは、ｖ1、v2の差に比例する差動増幅

差動利得 Ad 差動増幅器同相利得 AC 同相除去比CMRR (Common Mode Rejection Ratio) CMRRが大きい　→　逆相分（差成分）のみ大きく増幅差動増幅器として好ましい

傾きが小さい →　出力インピーダンス大 IC 0 VCE エミッタ電流が小さくなりバイアス点が 0 V に近くなってしまうこれを防ぐために、大きなVEEが必要 CMRRを大きくするには　→　REを大きくすれば良い実際の差動増幅器では・・・ +VCC RC RC -VEE 直流電流源　信号成分に対しては高インピーダンスカレントミラー回路が良く用いられる

単一出力差動増幅回路 +VCC カレントミラー回路 Q3のコレクタ電流 ∥ Q4のコレクタ電流極めて小さい RL RE -VEE

+VCC したがって出力電圧の信号成分はアースを基準として -VEE 単一出力差動増幅回路のモデル差動増幅アースを基準としているために、他の回路（増幅回路など）の入力として使いやすい

演算増幅器（OPアンプ） →　差動増幅器の差動利得を105倍程度になるよう設計したもの実際には、第1段目に差動増幅器を配した多段増幅回路により構成位相補償差動増幅回路高利得増幅回路出力回路

0 理想演算増幅器の等価回路 vo に比べて viは非常に小さい（無視できる）また入力電流 iiについてもより、voによって流れる電流と比較する際には、その大きさを無視できる 0 ナレータしたがって2つの入力端子の間はナレータ（電圧も電流もゼロ）によって接続されていると解釈できるノレータ別の言い方：「2つの入力端子はイマジナリショートされている」周りの回路によってV、Iが決定される

演算増幅器の理想特性と実際の特性 (バイポーラトランジスタの場合) パラメータ　　　　　　　　理想特性　　実際の特性差動利得Ad∞ 100dB以上同相除去比CMRR ∞ 　 90dB以上入力インピーダンス　∞ 　 2 MΩ 出力インピーダンス　0 50Ω

演算増幅器の実際の特性（２） スルーレート演算増幅器にパルスを入力しても、出力はその入力波形の急激な変化に追随できない。オフセット出力波形は下図のように、ある最大傾き DV / Dt以上には急激に変化できない。実際、差動増幅器を構成するトランジスタの特性は、厳密には合わせることができない。出力電圧がゼロにならず、実効的に例）正弦波入力の場合本来なら出力電圧がと見なせる状態となる。このときのvoffを入力オフセット電圧という。となる場合でも、となるとき、出力波形は歪む

演算増幅器の基本回路 ナレータ・ノレータモデル等価回路より (1)逆相増幅回路電圧利得入力インピーダンス 0 出力インピーダンス演算増幅器の出力インピーダンスがほぼゼロであるので、並列帰還をかけても、ほぼゼロナレータ・ノレータモデル等価回路

0 (2)正相増幅回路 0 ナレータ・ノレータモデル等価回路ナレータ・ノレータモデル等価回路より電圧利得出力インピーダンス演算増幅器の出力インピーダンスがほぼゼロであるので、並列帰還をかけても、ほぼゼロ入力インピーダンス

加算回路 0 ナレータ・ノレータモデル等価回路ナレータ・ノレータモデル等価回路より →　重み付加算

0 減算回路ナレータ・ノレータモデル等価回路ナレータ・ノレータモデル等価回路より練習問題：以下の式の導出を完成させよとなるように抵抗値を選べば減算回路として動作する

積分回路 ナレータ・ノレータモデル等価回路より 0 積分回路として動作するナレータ・ノレータモデル等価回路

非線形素子の電圧ー電流の関係を、 非線形関数 f、gを用いて表す非線形演算回路非線形素子非線形素子非線形素子を用いることにより、非線形演算が可能

対数変換回路 トランジスタではただし、 Isはpn接合の飽和電流 (pn接合に逆方向バイアスをかけたときに流れる電流）

逆対数変換回路 指数関数（逆対数変換）の演算出力が得られる

乗算回路 練習問題： Voを V1および V2の式で表し、この回路が乗算回路として動作することを説明せよ。逆対数変換回路加算回路対数変換回路

+ V CC

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