7 非反転アンプ

非反転アンプ
非反転アンプ、オペアンプ

図29–非反転増幅器

図29(a)は 非反転アンプ図29(b)に等価回路を示します。

入力電圧は R1 非反転端子に接続します。

7.1の入力抵抗と出力抵抗

  入力抵抗 このアンプの振幅は、入力回路のテブナン等価物を求めることによって求められます。 負荷抵抗は通常そのようなものです R負荷 >> Ro。 そうでない場合、実効利益は減少し、の実効値は Ro の並列組み合わせになります Ro   R負荷。 もう一度定義してみましょう R 'F = RF + Ro。 無視します R1なぜなら、それは Rin。 今から R負荷 >> Roつまり、Figure 29(a)をFigure 30(a)の単純化した形にすることができます。

オペアンプ、オペアンプ、実用オペアンプ

図30–入力抵抗の回路を減らした

楕円曲線で囲まれた回路のテブナン等価物を見つけ、図30(b)を得ます。 図30(c)では、2の右側の抵抗Rcm によって与えられます v/私'。 これを評価するために、次の式を得るためのループ方程式を書きます。

(53)

したがって、

(54)

入力抵抗は、この数量と2の並列組み合わせです。Rcm.

(55)

それを思い出します 、 R 'F = RF + Ro, R負荷 >> Ro。 最も重要な用語のみを保持し、 Rcm が大きい場合、式(55)は次のようになります。

(56)

ここでも、ゼロ周波数電圧ゲインを使用します。 Go.

式(56)を使って、741オペアンプの入力抵抗を求めることができます。 表1に示すようにパラメータ値を代入すると、式(56)は次のようになります。

我々は再び仮定を使用します。 Rcm 大きい、つまり R 'F » RF および R 'A » RA。 741オペアンプの出力抵抗は、

(57)

実施例

図31(a)に示すユニティゲインフォロワの入力抵抗を計算してください。

ユニティゲインフォロワー

図31–ユニティゲインフォロワー

解決法:  等価回路を図31(b)に示します。 ゼロ周波数ゲインを仮定しているので、 Goとコモンモード抵抗 Rcm、高い、我々は用語を無視することができます  (1 +と比較してGo)Ri。 式(57)は使用できません。 RA = 0 入力抵抗は次式で与えられます。

これは通常400MΩ以上であるため、無視できます。 R1 (すなわち、設定 R1 = 0)。

7.2電圧ゲイン

電圧利得を求めます。 A+ 図32(a)の非反転アンプの場合。

非反転アンプ

図32 - 非反転アンプ

このゲインは、によって定義されます。

(58)

等価回路を図32(b)に示します。 と仮定すれば RF>>Ro, R負荷>>Ro そして、回路を図32(c)に示すものに減らすことができます。 さらに定義すると、図32(d)が得られます。

想定利得は実効利得の低下を防ぐために望ましい。 テブナン等価物をとる操作は、図XNUMX(d)のように従属電圧源および駆動電圧源を修正する。 ご了承ください

(59)

出力電圧は

(60)

我々は見つけることができます i 図32(d)の回路にKVLを適用して、

(61)

(62)

コラボレー

および   意味する  .

現在の問題を解決する i、 私達は手に入れました

(63)

電圧利得は、入力電圧に対する出力の比で与えられます。

(64)

この結果を確認するために、モデルを理想的なオペアンプのモデルに縮小します。 ゼロ周波数ゲインを使用します。 Go、 代わりに G 式(64)と次の等式で。

(65)

まかせたとき 式(XNUMX)は、

(66)

これは理想化モデルの結果と一致します。

図33に示すユニティゲインフォロワのゲインを求めます。

ユニティゲイン、実用的なオペアンプ、オペアンプ

図33 - ユニティゲインフォロワー解決法:  この回路では、 , R 'A = 2Rcm, RF << R 'A。 我々はそれを仮定 Go は大きい、 そして設定 R1 = RF。 式(64)は次のようになります。

(67)

so vでる = vin 予想通り。

 

7.3マルチ入力アンプ

前の結果を複数の電圧入力を持つ非反転アンプの場合に拡張します。 図34は、多入力非反転アンプを示しています。

多入力非反転アンプ

図34 - 多入力非反転アンプ

入力した場合 v1, v2, v3、... vn 入力抵抗を通して適用されます R1, R2, R3、... Rn、次のように、「理想的なオペアンプ」の章で得られた一般的な結果の特殊なケースを取得します。

(68)

我々が選択しました

(69)

バイアスバランスを達成するため。 出力抵抗は式(52)から求められます。

具体例として、図35の2入力加算器の出力電圧を求めましょう。

(35)

出力電圧は以下の式(68)から求められます。

(70)

我々が選択しました   バイアスバランスを達成するため。 と仮定すれば RF = R1 = R2 = RAすると、式(70)は次のようになります。 vでる = v1 + v2これは、ユニティゲインの2入力夏です。