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入力インピーダンスとは?|オペアンプの基本と計算方法をわかりやすく解説

オペアンプ

入力インピーダンスとは何か分からず、
困っていませんか?

オペアンプの回路を理解するうえで重要な概念ですが、
「電流が流れないってどういうこと?」と疑問に思う方も多いと思います。

この記事では、入力インピーダンスの意味や役割、
回路ごとの違いについて初心者向けに分かりやすく解説します。

入力インピーダンスとは

入力インピーダンスとは、入力に対する電流の流れにくさを表す値です。

別の言い方で言うと、入力インピーダンスは「信号をどれだけ邪魔しないか」を表す指標です。

なぜ入力インピーダンスが重要なのか

入力インピーダンスが高いほど、
信号源から電流をほとんど引き込まないため、
元の信号をそのまま扱うことができます。

入力インピーダンスが低い → 信号が崩れる
入力インピーダンスが高い → 信号をそのまま扱える

「信号を邪魔しない性能」と考えると分かりやすいです。

オペアンプの入力インピーダンス

理想的なオペアンプでは、入力インピーダンスは無限大とされます。

そのため、入力端子にはほとんど電流が流れないと考えることができます。

例:
1V入力で1μA流れる → 1MΩ(入力インピーダンスが高い)
1V入力で1mA流れる → 1kΩ(入力インピーダンスが低い)

仮想短絡との関係

仮想短絡では入力端子の電圧が等しくなりますが、
入力インピーダンスが高いため電流はほとんど流れません。

仮想短絡に関する記事はこちら

回路ごとの入力インピーダンス

反転増幅回路

入力インピーダンスは入力抵抗R1とほぼ等しくなります。

入力電流が抵抗を通るためです。

反転増幅回路に関する記事はこちら

非反転増幅回路

入力インピーダンスは非常に高くなります。

入力端子に直接信号が入るためです。

非反転増幅回路に関する記事はこちら

計算例

例えば、入力電圧が1V、入力電流が1μAの場合、

このように、入力インピーダンスは非常に大きな値になることが多いです。

よくある疑問

Q:なぜ無限大と考えるの?

解析を簡単にするためであり、
実際には非常に大きな値(数MΩ〜GΩ)となります。

Q:低いとどうなる?

信号源から電流を多く引き込んでしまい、本来の信号が変化してしまいます。

入力インピーダンスが高いほど、信号源に負担をかけずに正確な信号を扱うことができます。

まとめ

・入力インピーダンスは電流の流れにくさを表す
・オペアンプでは非常に高い
・回路によって値が異なる

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・仮想短絡とは?:https://saigusalife.com/op-amp/virtual-short-op-amp/
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