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2011年6月14日 (火)

オペアンプ回路は易しいか

オペアンプを使う回路では、オペアンプはブラックスボックス化され、ほぼ共通化された仕様項目でその特性が表現されている。基本的な回路構成も共通である。

したがって、初学者にはオペアンプ回路はトランジスタ回路に比べ扱いやすいし、実用レベルの回路も一通り組むことができる。心臓部がブラックスボックス化されているので、DC解析、周波数特性、過渡応答、ダイナミックレンジなど、キルヒホッフの法則と複素数の扱い方を知っているならある程度は見通しがつく。個々の品種に固有の注意点はデーターシートに付属する情報を忠実に守ればよい。

極論すれば、バイアス電流、オフセット電圧、出力ダイナミックレンジ、GB積を理解しているなら、そこそこの回路を組め、回路定数も決まる。だから、易しいと感じる人が多いのだ。

しかし、一旦オペアンプの内部回路に立ち入ると、オペアンプそのものを作ろうとすると幾多の困難が立ちはだかる。オペアンプそのものの設計は、優秀なアナログ回路設計者が種々の場面を想定し、時間を掛けてプロセス屋とともに作り上げた回路システムである。そこにはトランジスタの2次特性や種々のトランジスタ回路手法が多く盛り込まれている。

未だに、1970年前後に開発された741形オペアンプとその互換品は健在である。

オペアンプ回路は理論的にも整然とした形で教授されるので、学ぶ側にとっても入りやすい。

比較的少ない経験で、理想的でないオペアンプ特性を扱い定数設計ができるのだ。基本回路は真似れば済むことが多い。しかし、オペアンプ回路といえども、2次特性=非理想的アンプを扱わない教本でしか学んだことのない回路屋さんは、基本的に自分で回路定数を決める技量は持ちえない。

トランジスタ回路では、総ての部品がブラックボックスとして扱われることはない。同じ機能を実現するにも、複数の道がある。回路製作に際して行う回路仕様を決めることも回路屋の仕事である。ほとんど回路としては「無」の状態からの出発、それがトランジスタ回路の世界だ。難しいが、可能性は極めて広い。

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