operational amplifier

operational amplifierは、電子回路において非常に汎用性の高い増幅器であり、一般的にop-ampと略して呼ばれます。このデバイスの最大の特徴は、極めて高いオープンループ利得を持つことで、外部に抵抗やコンデンサを組み合わせたフィードバック回路を構成することで、増幅率を正確に制御できる点にあります。

数学的演算と応用

名称に演算と付いている通り、もともとはアナログ計算機で微分や積分などの数学的な演算を行うために開発されました。現代では、単なる電圧増幅だけでなく、以下のような多様な用途で利用されています。

信号のフィルタリング（低域通過フィルタや高域通過フィルタの構築）
電圧の加算や減算（ミキサー回路など）
インピーダンス変換（バッファ回路としての利用）

理想的な特性と現実のデバイス

理論上のoperational amplifierは、入力インピーダンスが無限大で、出力インピーダンスがゼロ、そしてオープンループ利得が無限大であるという理想的なモデルとして扱われます。しかし、実際の製品にはオフセット電圧やスルーレートといった物理的な制限が存在します。そのため、設計者は使用する信号の周波数帯域や精度に応じて、適切なデバイスを選択する必要があります。