オペアンプ
世界最初のモノリシックICオペアンプは1960年代にフェアチャイルドセミコンダクターから発表されたμA702である。その数年後に発表されたμA741は、セカンドソースや改良型を含めると30年以上にもわたって現役で使用されている。
現在主に用いられているオペアンプICには次のような種類がある。
I 1 + I 2 = 0 {\displaystyle I_{1}+I_{2}=0}
V out = A d ( V + − V − ) {\displaystyle V_{\text{out}}=A_{\text{d}}(V_{+}-V_{-})}
以上より入出力間の関係は
V out V in = 1 R 1 R 1 + R 2 + 1 A d {\displaystyle {\frac {V_{\text{out}}}{V_{\text{in}}}}={\frac {1}{{\frac {R_{1}}{R_{1}+R_{2}}}+{\frac {1}{A_{\text{d}}}}}}}
またオペアンプの入力電圧は
V + − V − = V out A d = V in A d R 1 R 1 + R 2 + 1 {\displaystyle V_{+}-V_{-}={\frac {V_{\text{out}}}{A_{\text{d}}}}={\frac {V_{\text{in}}}{A_{\text{d}}{\frac {R_{1}}{R_{1}+R_{2}}}+1}}}
となる。
内部の差動増幅回路で入力段に用いられるトランジスタの種類により大きく3種に分けられる。
価格と使いやすさを優先した仕様となっている品種。突出した特性を持たないようにすることで汎用性を確保している。フェアチャイルドセミコンダクター社のμA741、ナショナル セミコンダクター社のLM301Aがその走りで、後に汎用としては低雑音広帯域のRC4558(レイセオン)、FET入力のTL07x(テキサス・インスツルメンツ)などが登場した。LM358,324(ナショナル セミコンダクター)といった単電源タイプもある。特性では、一般に正負二電源を使うタイプの方が単電源タイプよりも良いが、最近は単電源タイプの物でも性能がよい物が開発され、品種が少しずつ増えてきている。
大電力が扱えるオペアンプ。ナショナル セミコンダクター社のLM12が代表例である。原則として放熱処理が必要である。
原則として R 1 = R 2 , R f = R g {\displaystyle R_{1}=R_{2},\,R_{f}=R_{g}} の条件で用いる。出力電圧は ( V 2 − V 1 ) R f / R 1 {\displaystyle (V_{2}-V_{1})R_{f}/R_{1}} で表される。各入力にさらに非反転増幅回路(バッファアンプ)を設けた回路をインスツルメンテーション・アンプと呼び、計装用(工業用計測回路)に用いられる
V o u t = R f R 1 ( V 2 − V 1 ) {\displaystyle V_{\mathrm {out} }={\frac {R_{\mathrm {f} }}{R_{1}}}\left(V_{2}-V_{1}\right)}