質問: 遮断周波数の差の原因について教えてください 下図のようなオペアンプを用いた反転増幅回路を作り、rin=1kω、rfを1kω、5.1kω、10kωと変えて実験を行いました。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%e3%83%95%e3%82%a1%e3%82%a4%e3%83%ab:opampinverting.svg それぞれ遮断周波数は1kω=1.9mhz、5.1kω=500khz、10kω=280khzとなりました。 gb積はそれぞれ1.9×10^6、2.55×10^6、2.8×10^6となりました。 結果から帰還抵抗を大きくすると、増幅率があがり、gb積が増えたことがわかりました。 3つの帰還抵抗に対する遮断周波数には差がありますが、特に1kωの遮断周波数は他の2つの比べて大きいです。 この原因は「帰還抵抗rfの抵抗値が低いと負帰還がかかりすぎてしまい、利得が下がるため、遮断周波数は高くなる。」ということでいいのでしょうか? 教えて頂けると嬉しいです。 よろしくお願い致します。
回答: >結果から帰還抵抗を大きくすると、増幅率があがり、gb積が増えたことがわかりました。 >3つの帰還抵抗に対する遮断周波数には差がありますが、特に1kωの遮断周波数は他の2つの >比べて大きいです。 >この原因は「帰還抵抗rfの抵抗値が低いと負帰還がかかりすぎてしまい、利得が下がるため、 >遮断周波数は高くなる。」ということでいいのでしょうか? それぞれのゲイン設定で測定された遮断周波数は添付図に示したような使用するオペアンプの 裸のゲイン-周波数特性の制限によって決まります。 添付図に点線で示したように一般にオペアンプは数十hzあたりの低い周波数に第一ポール がありその周波数以上では周波数が増えるにしたがって-6db/oct(周波数が2倍増える毎に ゲインは半分(即ちー6db))になる)という一定の比率で減衰してゆくという特性を示します。 オペアンプに帰還をかけて小さなゲインに設定した場合、図の青いラインで示したような周波数 特性になります。遮断周波数はそれぞれの設定ゲインが高い周波数でオペアンプの裸の ゲイン-周波数特性にぶつかるまでその設定されたゲインを維持しますが、オペアンプの裸の ゲインにぶつかるとそれ以上の周波数ではオペアンプの裸のゲイン-周波数特性に従って減衰して ゆきます。これがそれぞれのゲインでの遮断周波数が決まる理由です。 すなわち、帰還ゲインが小さくなればオペアンプのゲイン-周波数特性との交点の周波数が 大きくなってゆくからです。帰還がかかりすぎるからという意味ではありません。