電気通信主任技術者 電気通信工学の基礎 練習問題 第22問: 理想的な演算増幅器を使い、入力信号を非反転入力端子に加え、出力端子と反転入力端子の間に抵抗 Rf を、反転入力端子と接地の間に抵抗 Ri を接続した増幅回路があ

「電圧増幅度は 1＋Rf/Ri で、出力は入力と同相になる」が正しい記述です。理想的な演算増幅器では 2 つの入力端子の電位差がほぼ 0 になり (仮想短絡)、入力端子に電流は流れ込みません。

反転入力端子の電位は入力電圧 vi に等しく、Ri を流れる電流 vi/Ri がそのまま Rf を流れるので、vo＝vi＋(vi/Ri)×Rf＝(1＋Rf/Ri)vi です。たとえば Rf＝90 kΩ、Ri＝10 kΩ なら 1＋9＝10 倍です。

「Rf/Ri で」は、Ri にかかる vi の分を落とし、Rf の電圧だけを数えた誤りです。Ri を外すと Rf にも電流が流れず vo＝vi の 1 倍 (ボルテージフォロワ) になり、「非常に大きく」はなりません。

「逆位相」と「入力インピーダンス (信号源から見た回路の抵抗) は Ri とほぼ等しい」は反転増幅回路の性質で、非反転形の入力インピーダンスは非常に大きくなります。非反転増幅回路の増幅度は 1＋Rf/Ri で、抵抗をどう選んでも 1 倍を下回りません。