電子回路39【電験3種 理論】演算増幅器の特徴(利得・入力/出力インピーダンス・直流増幅)の誤りを判定する!平成19年度 A問題12 完全解説

電験3種 理論科目【電磁気(電子回路)】平成19年度 A問題12 誤りは(5):演算増幅器は直流入力でも使用できる(直流を含む任意の周波数を増幅できる直結増幅器)

今回は平成19年度 理論科目 A問題12を解説します。演算増幅器(オペアンプ)に関する記述のうち、誤っているものを選ぶ問題です。

オペアンプは利得(増幅度)が非常に大きく、入力インピーダンスが大きく、出力インピーダンスが小さいのが特徴です。正相(非反転)・逆相(反転)の2つの入力端子を持ち、直流を含む信号を増幅できます。

出題のポイント

目次

平成19年度 理論科目 A問題12:問題文と選択肢

まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

電験3種 理論科目 電子回路 平成19年度 A問題12 問題文
平成19年度 理論科目 A問題12 問題文

電験3種 理論科目 【電子理論(電子回路)】 平成19年度 A問題12

 演算増幅器に関する記述として、誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

(1)利得が非常に大きい。
(2)入力インピーダンスが非常に大きい。
(3)出力インピーダンスが非常に小さい。
(4)正相入力端子と逆相入力端子がある。
(5)直流入力では使用できない。

ポイント解説:誤りは(5)—演算増幅器は直流入力でも使用できる

演算増幅器(オペアンプ)は直流を含む任意の周波数の信号を増幅できる直結増幅器(DCアンプ)である。したがって「直流入力では使用できない」とする(5)は誤り。よって答えは(5)。

他は正しい:(1)開ループ利得(増幅度)は非常に大きい(理想では無限大)。(2)入力インピーダンスは非常に大きい(理想では無限大で入力電流はほぼ0)。(3)出力インピーダンスは非常に小さい(理想では0で負荷の影響を受けにくい)。(4)正相(非反転・+)入力端子と逆相(反転・−)入力端子の2つを持つ差動増幅器である。

問題の解説

STEP1 (5)が誤りの理由

オペアンプは直流も増幅できる直結増幅器。「直流入力では使用できない」は誤り。

STEP2 他の選択肢の確認

(1)利得が非常に大きい、(2)入力Z大、(3)出力Z小、(4)正相・逆相の2入力端子。いずれも正しい。

STEP3 結論

誤っているのは(5)

答え:(5)

💡 覚え方
オペアンプの理想特性:利得(増幅度)無限大・入力インピーダンス無限大(入力電流0)・出力インピーダンス0・正相/逆相の2入力を持つ差動増幅器。直流を含む任意の周波数を増幅できる(直結増幅器)。

⚠️ よくある間違い
オペアンプは直流も増幅できる((5)「直流入力では使用できない」は誤り)。利得が大きい・入力Z大・出力Z小・正相/逆相の2入力が正しい特徴。

まとめ

(5)誤り直流入力でも使用できる(直流も増幅)
(1)利得が非常に大きい(正)
(2)(3)入力Z大・出力Z小(正)
(4)正相・逆相の2入力端子(正)
答え(5)

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