オペアンプのゲインとは何か分からず、困っていませんか？
オペアンプのゲインとは、入力に対して出力が何倍になるかを表す値（増幅率）です。
回路設計や計算をする際に「ゲイン（増幅率）」は必ず出てくる重要な概念ですが、
反転増幅や非反転増幅など、回路によって計算方法が異なるため、
混乱してしまう方も多いと思います。
この記事では、オペアンプのゲインの基本から計算方法、
回路ごとの違いまでを初心者向けに分かりやすく解説します。
実際の計算例も紹介するので、理解を深めたい方にもおすすめです。
オペアンプのゲインとは
オペアンプのゲインとは、入力信号をどれだけ増幅するかを表す値（増幅率）です。
出力電圧を入力電圧で割ることで求めることができます。
式は以下の通りです。
ゲインが大きいほど、入力信号を大きく増幅することができます。
ゲインの基本的な考え方
例えば、入力が1Vで出力が10Vの場合、
ゲインは10となります。
このように、ゲインは「何倍に増幅されたか」を表します。
例：
入力：1V → 出力：2V → ゲイン：2倍
入力：1V → 出力：10V → ゲイン：10倍
回路ごとのゲインの違い
反転増幅回路
出力が反転（符号が逆）するのが特徴です。
→ 詳細はこちら(反転増幅回路の計算ツール｜計算方法とゲインの求め方を解説)
非反転増幅回路
入力と同じ位相で増幅されます。
→ 詳細はこちら(非反転増幅回路の計算ツール)
差動増幅回路
差動増幅回路のゲインは以下で表されます。
※厳密には各入力ごとにゲインが異なりますが、
抵抗値が対称な場合は上記の式で表すことができます。
(上記式は以下の条件を満たす場合のみ成立します。)
R1 = R2
Rf = Rg
差動増幅回路では、2つの入力の差を増幅するため、
単一のゲインではなく入力ごとにゲインを考える必要があります。
→ 詳細はこちら
ゲインとdBの関係
ゲインはdB（デシベル）で表すこともできます。
例えば、
ゲイン2倍 → 約6dB
ゲイン10倍 → 20dB
→デシベル(dB)の一覧表
デシベル(dB)から倍率を計算する方法
ゲインの計算例
例えば、Rf = 10kΩ、R1 = 1kΩの場合、
差動増幅回路のゲインは以下のようになります。
A = 10k / 1k = 10倍
よくある疑問
Q：反転増幅回路のゲインに、なぜマイナスが付くの？
反転増幅回路では、出力が入力と逆位相になるため、
マイナスが付きます。
ゲインは大きければ良い？
ゲインが大きすぎるとノイズの影響も大きくなるため、
用途に応じて適切に設定する必要があります。
まとめ
・ゲインは入力と出力の比（増幅率）
・回路によって計算式が異なる
・dBでも表現できる