反転増幅回路の仕組みが分からず、
計算や動作に悩んでいませんか？
オペアンプの中でも基本となる回路ですが、
仮想短絡や仮想接地の理解がないと難しく感じることがあります。
この記事では、反転増幅回路の仕組み・計算式・特徴を、
初心者向けに分かりやすく解説します。
反転増幅回路とは
反転増幅回路とは、入力信号を反転して増幅するオペアンプ回路です。
入力の符号が逆になって出力される回路です。
反転増幅回路のイメージ
入力 → R1 →（仮想接地）→ Rf → 出力
回路構成
入力信号は抵抗R1を通して反転入力に接続され、
出力は抵抗Rfを通じてフィードバックされます。
非反転入力はGNDに接続されます。
反転増幅回路の入力インピーダンスはR1になります。
動作原理
仮想短絡
仮想短絡により、反転入力と非反転入力の電圧は等しくなります。
仮想接地
非反転入力が0Vのため、
反転入力も0V（仮想接地）となります。
電流の流れ
入力電流はすべてフィードバック抵抗に流れます。
計算式
ゲイン
出力電圧
Vo = -(Rf / R1) × Vin
マイナスは位相が反転することを意味します。
※Rfを大きくしすぎると、ノイズや帯域の影響を受けやすくなります。
なぜこの式になるのか
仮想接地により、反転入力は0Vとみなせます。
電流式
I = Vin / R1
この電流がそのままRfに流れます。
出力
Vo = – I × Rf
結果
Vo = -(Rf / R1) × Vin
特徴
・位相が反転する
・ゲインは抵抗比で決まる
・入力インピーダンスはR1
メリット・デメリット
メリット
回路がシンプルで設計しやすい
デメリット
入力インピーダンスが低くなる
他回路との違い
非反転増幅回路
非反転は位相が反転しない
非反転増幅回路に関する記事はこちら
よくある疑問
Q：なぜ電流が流れないの？
入力インピーダンスが高いため、
オペアンプ内部にはほとんど流れません。
Q：なぜ0Vになるの？
仮想短絡と負帰還によるものです。
まとめ
・反転増幅回路は基本回路
・仮想短絡と仮想接地が重要
・ゲインは抵抗比で決まる
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