第三種電気主任技術者試験 電子理論と電気計測 練習問題 第9問: 理想的な演算増幅器 (電源 ±15 V) を使う。接地に対して +0.4 V の直流電圧を、抵抗 Ri = 20 kΩ を経て反転入力端子に加える。出力端子と反

「−3.0」が正しい値です。Kuphaldt『Lessons In Electric Circuits』は、非反転入力を接地して負帰還をかけると反転入力は 0 V に保たれ (仮想接地)、反転増幅回路の電圧利得は −R2/R1 になると示しています。

Ri に流れる電流 0.4 V ÷ 20 kΩ = 20 μA は理想の演算増幅器の入力端子に入らずそのまま Rf を流れるので、出力電圧は 0 − 20 μA × 150 kΩ = −3.0 V です。式でも −(150 ÷ 20) × 0.4 = −7.5 × 0.4 = −3.0 V で、±15 V の範囲に収まります。

「+3.0」は反転増幅で極性が逆になることを落とした値です。「−3.4」は非反転増幅の利得 1 + Rf/Ri = 8.5 を使った値で、「+3.4」はその符号も逆にした値です。

「−0.053」は比を逆に Ri/Rf とした値です。反転増幅では入力と出力の極性が逆になる点を押さえましょう。