1 イントロダクション
1.1　オペアンプの基礎用語の定義　1
　1.1.1　ゼロボルトはどこか？　1
　1.1.2　同相入力電圧と差動入力電圧　2
　1.1.3　出力電圧　2
1.2　オペアンプ回路計算の基本　3
　1.2.1　オペアンプの基本動作　3
　1.2.2　反転・非反転増幅器の伝達関数　5
1.3　オペアンプ回路の基礎用語の定義　7
　1.3.1　帰還抵抗器のR_fとR_S　7
　1.3.2　電圧帰還率（β）　7
　1.3.3　ノイズゲイン　8
1.4　誤差要因は加算できる　10

2 Nullループの基礎
2.1　Nullループとその基本動作　13
2.2　オペアンプの静特性　14
2.3　Nullループを用いた静特性の測定例　15

3 入力オフセット電圧 (Input offset voltage)
3.1　意味　17
3.2　影響を受けるアプリケーション　17
3.3　製品仕様上の注意点　17
3.4　関連する製品仕様項目　18
3.5　Nullループを用いた入力オフセット電圧の測定　18
3.6　製品仕様の活用　19
　3.6.1　入力オフセット電圧と出力電圧の関係　19
　3.6.2　反転入力端子の電圧測定　20
　3.6.3　入力オフセット電圧調整回路　21
　3.6.4　入力オフセット電圧の測定条件に注意　22
　3.6.5　発振による影響　22
　3.6.6　ユニティーゲイン帯域幅を超える入力信号による影響　22
　3.6.7　熱起電力による影響　22

4 長期入力オフセット電圧ドリフト
4.1　意味　25
4.2　長期入力オフセット電圧ドリフトの計算方法　25
　4.2.1　「通電時間あたりのドリフト電圧」で表される場合　25
　4.2.2　「通電時間の平方根あたりのドリフト電圧」で表される場合　26
4.3　長期入力オフセット電圧ドリフト規定上の問題点　26

5 入力オフセット電圧・平均温度ドリフト
5.1　意味　29
5.2　高精度オペアンプの利用　29

6 オープンループ・ゲイン（Open Loop Gain）
6.1　意味　31
6.2　影響を受けるアプリケーション　32
6.3　製品仕様上の注意点　32
6.4　関連する製品仕様項目　33
6.5　オープンループ・ゲインの測定　33
　6.5.1　Nullループによる測定　33
　6.5.2　スイープ測定での注意事項　35
6.6　製品仕様の活用　37
　6.6.1　非反転増幅器の直流シグナルゲイン　37
　6.6.2　反転増幅器の直流シグナルゲイン　40
　6.6.3　差動入力電圧の計算　43
　6.6.4　ループゲインと直流増幅器の精度　48
　6.6.5　オープンループ・ゲインの非直線性への対処　50
　6.6.6　負荷を軽くしてオープンループ・ゲインを稼ぐ　50
　6.6.7　負のA_VO特性　51

7 同相入力電圧除去比 (Common Mode Rejection Ratio)
7.1　意味　53
7.2　影響を受けるアプリケーション　53
7.3　製品仕様上の注意点　53
7.4　関連する製品仕様項目　54
7.5　Nullループを用いた同相入力電圧除去比の測定　54
7.6　製品仕様の活用　56
　7.6.1　差動入力電圧の計算　56
　7.6.2　非対称電源電圧での反転・非反転増幅器の出力電圧の計算　57
　7.6.3　単一電源オペアンプを使った反転・非反転増幅器の出力電圧の計算　61
　7.6.4　CMRRの非直線性　63
　7.6.5　Phase Reversal　64

8 電源電圧変動除去比 (Power Supply Rejection Ratio)
8.1　意味　67
8.2　影響を受けるアプリケーション　69
8.3　製品仕様上の注意点　69
8.4　関連する製品仕様項目　69
8.5　Nullループを用いた電源電圧変動除去比の測定　70
8.6　製品仕様の活用　71
　8.6.1　差動入力電圧の計算　71
　8.6.2　CMRRの電源端子間電位差依存性とPSRRの同相入力電圧依存性　72
　8.6.3　PSRRを含めた出力電圧の計算（両電源）　75
　8.6.4　PSRRを含めた出力電圧の計算（単一電源）　78
　8.6.5　非対称な電源電圧変化に対する差動入力電圧変化　81
　8.6.6　PSRRの非直線性　83

9 入力バイアス電流 (Input bias current)
9.1　意味　85
9.2　影響を受けるアプリケーション　85
9.3　製品仕様の注意点　86
　9.3.1　平均値で規定される入力バイアス電流　86
　9.3.2　JFET入力オペアンプの大きな温度依存性　86
9.4　関連する製品仕様項目　87
9.5　入力バイアス電流の測定　88
　9.5.1　Nullループを用いた入力バイアス電流測定　88
　9.5.2　微小入力バイアス電流測定で必要な配慮　91
　9.5.3　雑音の低減　その１　93
　9.5.4　雑音の低減　その２　93
9.6　製品仕様の活用　95
　9.6.1　電流源にみなせる入力バイアス電流　95
　9.6.2　反転入力バイアス電流が与える影響　95
　9.6.3　入力バイアス電流補償抵抗器　97
　9.6.4　分圧器と非反転入力端子の入力バイアス電流　100
　9.6.5　JFET入力オペアンプの入力バイアス電流の温度依存性と対策　103
　9.6.6　入力バイアス電流の同相入力電圧依存性　103
　9.6.7　入力バイアス電流の差動入力電圧依存性　104

10 入力オフセット電流 (Input offset current)
10.1　意味　105
10.2　影響を受けるアプリケーション　105
10.3　製品仕様上の注意点　106
　10.3.1　入力バイアス電流の最大値との関係　106
　10.3.2　JFET入力オペアンプの大きな温度依存性　106
　10.3.3　入力端子間電位差依存性　106
　10.4　関連する製品仕様項目　106
　10.5　入力オフセット電流の測定　107

11 入力抵抗　（Input Resistance）
11.1　意味　109
11.2　影響を受けるアプリケーション　110
11.3　製品仕様の注意点　110
　11.3.1　JFET入力オペアンプの温度依存性　110
　11.3.2　差動入力電圧変化の非直線性　110
11.4　関連する製品仕様項目　111
11.5　入力抵抗の測定　111
　11.5.1　入力抵抗の算出方法　111
　11.5.2　入力抵抗の測定　114
　11.5.3　負の差動入力抵抗を持つオペアンプ　115
11.6　製品仕様の活用　116
　11.6.1　抵抗器のように振舞う入力抵抗　116
　11.6.2　非反転増幅器の入力抵抗　118
　11.6.3　入力抵抗の帰還抵抗への影響　122
　11.6.4　入力抵抗の交流特性　123
　11.6.5　入力端子間の電圧－電流特性　126

12 Nullループの製作
12.1　Nullループが使われる理由　127
12.2　製作するNullループの概要　129
　12.2.1　Nullループ回路　135
　12.2.2　電圧源回路　135
　12.2.3　電源回路　136
　12.2.4　RAMP電圧発生回路　136
　12.2.5　方形波発生回路　137
　12.2.6　DUT周辺回路　137
12.3　Nullループの製作　139
　12.3.1　使用する部品　139
　12.3.2　Nullアンプに用いるオペアンプの選定　140
　12.3.3　Nullループ安定性の確認方法と予備実験　141
　12.3.4　基板の製作　143
　12.3.5　実装上の注意点　145
12.4　回路の調整　146
12.5　製作したNullループでの測定　147
　12.5.1　測定前の準備　147
　12.5.2　Nullループの安定性確認　148
　12.5.3　入力オフセット電圧(V_OS)の測定　149
　12.5.4　同相入力電圧除去比(CMRR)の測定　150
　12.5.5　同相入力電圧除去比(CMRR)のスイープ測定　150
　12.5.6　スイープ波形の平滑　151
　12.5.7　電源電圧変動除去比(PSRR)の測定　153
　12.5.8　電源電圧変動除去比(PSRR)のスイープ測定　153
　12.5.9　オープンループ・ゲイン(A_VO)の測定　155
　12.5.10　オープンループ・ゲイン(A_VO)のスイープ測定　155
　12.5.11　入力バイアス電流(I_IB)・入力オフセット電流(I_IO)の測定　157

13 電源電流 (Supply Current)
13.1　意味　159
13.2　電源電流の測定　159
13.3　製品仕様の活用　160
　13.3.1　電源デカップリング・コンデンサ　160

14 No AC Feedback回路の基礎
14.1　No AC Feedback回路　163
　14.1.1　No AC Feedback回路の概念　163

15 スルーレート (Slew Rate)
15.1　意味　165
15.2　影響を受けるアプリケーション　165
15.3　製品仕様上の注意点　165
15.4　関連する製品仕様項目　166
15.5　スルーレート測定　167
　15.5.1　スルーレート測定　167
　15.5.2　方形波信号源への要求　168
　15.5.3　オシロスコープへの要求　169
　15.5.4　DUTの負荷　170
　15.5.5　電流制限が必要なオペアンプ　171
　15.5.6　測定結果に含まれる非線形部分の扱い　172
15.6　製品仕様の活用　173
　15.6.1　正弦波の最大変化率と振幅・周波数の関係　173
　15.6.2　周波数帯域幅は出力振幅に依存する　174
　15.6.3　スルーレートは差動入力電圧に比例する　175
　15.6.4　単位差動入力電圧あたりのスルーレート　177
　15.6.5　SRvの検証　178
　15.6.6　差動入力電圧 vs. スルーレートの測定方法　178
　15.6.7　差動入力電圧vs.スルーレートが直線特性になるメカニズム　180
　15.6.8　SRv起因での誤差　181
　15.6.9　小振幅方形波に対する反転・非反転増幅器の応答　183

16 GB積（Gain Band Width Product）
16.1　意味　187
16.2　影響を受けるアプリケーション　188
16.3　製品仕様上の注意点　189
　16.3.1　ユニティーゲインとの混同　189
　16.3.2　周波数帯域幅は出力振幅に依存する　189
　16.3.3　減衰特性は常に-6[dB/octave]ではない　189
16.4　関連する製品仕様項目　189
16.5　GB積の測定　191
16.6　製品仕様の活用　193
　16.6.1　交流でのオペアンプ回路の基本動作　193
　16.6.2　非反転増幅器の交流伝達諸特性の計算　196
　16.6.3　反転増幅器の交流伝達諸特性の計算　205
　16.6.4　実測による検証　209
　16.6.5　シグナルゲインと位相の周波数特性　212
　16.6.6　静電容量を含む帰還回路のシグナルゲイン　215
　16.6.7　実測による検証　221
　16.6.8　シグナルゲインと入力抵抗・出力抵抗　226
　16.6.9　負のA_VO特性の交流での振舞いと影響　226

17 ユニティーゲイン帯域幅 (Unity Gain Band Width)
17.1　意味　231
17.2　アプリケーションへの影響　231
17.3　製品仕様上の注意点　232
17.4　ユニティーゲイン帯域幅の測定　233
17.5　製品仕様の活用　235
　17.5.1　高域周波数のシグナルゲインの計算方法　235
　17.5.2　高域のシグナルゲインに影響を与える位相特性　237

18 出力抵抗 (Output Resistance)
18.1　意味　239
　18.1.1　AC出力抵抗　240
　18.1.2　DC出力抵抗　241
18.2　関連する製品仕様項目　242
18.3　出力抵抗の測定　243
　18.3.1　AC出力抵抗の測定　243
　18.3.2　DC出力抵抗の測定　246
　18.3.3　DC出力抵抗の問題点　247
　18.3.4　相互コンダクタンス（gm）の利用と測定　249
　18.3.5　オープンループ・ゲインを利用したDC出力抵抗　253
18.4　製品仕様の活用　254
　18.4.1　直流クローズド・ループ出力抵抗　254
　18.4.2　クローズド・ループ出力インピーダンス　257
　18.4.3　実測による検証　261
　18.4.4　高域周波数で制限を受ける出力端子電流　265
　18.4.5　クローズド・ループ出力インピーダンスの周波数特性　267
　18.4.6　出力電圧振幅・遅延時間の負荷抵抗依存性　269
　18.4.7　低インピーダンス負荷駆動への対策　273
　18.4.8　静電容量負荷　276
　18.4.9　静電容量負荷の計算　279
　18.4.10　出力抵抗値の入手方法　283

19 VCCS (Voltage Controlled Current Source)の製作
19.1　VCCSとその用途　285
19.2　製作するVCCSの概要　285
19.3　VCCSの回路図とその主要回路の動作　287
19.4　コンプライアンス電圧発生回路　290
19.5　その他の回路　290
19.6　VCCSの製作上の注意点　291
19.7　VCCSの調整手順　291
19.8　VCCSの広帯域化　292

20 No AC Feedback回路の製作
20.1　No AC Feedback回路の全体像の把握　293
20.2　No AC Feedback回路の安定性評価　295
20.3　No AC Feedback回路の理論　296
　20.3.1　帰還回路の伝達特性　297
　20.3.2　DUT（オペアンプ）のオープンループ伝達特性　300
　20.3.3　No AC Feedback回路の伝達特性（振幅）　302
　20.3.4　No AC Feedback回路の伝達特性（位相）　304
20.4　雑音の低減　307
20.5　交流入力バイアス電流測定とその問題点　307

21 等価入力雑音電圧 (Equivalent Input Noise Voltage)
21.1　意味　311
　21.1.1　白色雑音　311
　21.1.2　1/f雑音　312
21.2　影響を受けるアプリケーション　313
21.3　製品仕様上の注意点　313
21.4　関連する製品仕様項目　313
21.5　等価入力雑音電圧の測定　314
　21.5.1　電圧増幅度と等価雑音帯域幅の平方根の積　314
　21.5.2　白色雑音の測定　316
　21.5.3　1/f雑音の測定　321
　21.5.4　雑音測定の測定環境　328
21.6　製品仕様の活用　329
　21.6.1　雑音電圧の加算　329
　21.6.2　抵抗器の熱雑音　330
　21.6.3　並列コンデンサによる抵抗器の熱雑音の低減　332
　21.6.4　広帯域出力雑音電圧とノイズゲインの関係　336
　21.6.5　帰還コンデンサC_fを持つ増幅器の出力雑音電圧　339
　21.6.6　帰還コンデンサC_fを持たない増幅器の出力雑音電圧　343
　21.6.7　出力雑音の検証　345
　21.6.8　C_fの算出方法　349
　21.6.9　C_f算出方法の検証　355
　21.6.10　任意のしきい値を超える雑音の発生確率　358

22 等価入力雑音電流 (Equivalent Input Noise Current)
22.1　意味　365
22.2　影響を受けるアプリケーション　365
22.3　製品仕様上の注意点　366
22.4　関連する製品仕様項目　366
22.5　等価入力雑音電流の測定　367
　22.5.1　等価入力雑音電流測定の原理と手順　367
　22.5.2　等価入力雑音電流の実測例　371
　22.5.3　測定上の注意点　373
22.6　製品仕様の活用　375
　22.6.1　ショット雑音　375
　22.6.2　雑音電流の加算　376
　22.6.3　抵抗器の熱雑音電流　376

23 雑音測定器の設計・製作
23.1　全体の構成　379
23.2　低雑音プリアンプの設計・製作　388
　23.2.1　初段増幅器の設計　388
　23.2.2　初段入力回路の設計　391
　23.2.3　2～3段の設計　393
　23.2.4　2次CR結合HPFの等価雑音帯域幅の計算　394
　23.2.5　2次CR結合HPFの等価雑音帯域幅の計算方法（積分）　394
　23.2.6　2次CR結合HPFの等価雑音帯域幅の計算方法（表計算ソフト）　397
　23.2.7　低雑音プリアンプの調整　400
23.3　1kHz BPFの設計・製作　401
　23.3.1　1kHz BPF設計のアウトライン　401
　23.3.2　1kHz BPFの簡易設計　402
　23.3.3　1kHz BPFの伝達関数　406
　23.3.4　1kHz BPFの等価雑音帯域幅　411
　23.3.5　1kHz BPFの電圧増幅度　413
　23.3.6　1kHz BPFの部品選定　414
　23.3.7　1kHz BPFの測定と調整　416
23.4　10Hz LPFの設計・製作　420
　23.4.1　10Hz LPF設計のアウトライン　420
　23.4.2　10Hz LPFの伝達関数　421
　23.4.3　10Hz LPFの等価雑音帯域幅　426
　23.4.4　10Hz LPFの設計　428
　23.4.5　10Hz LPFの部品選定　429
　23.4.6　10Hz LPFの調整　430
23.5　出力セレクター　435
23.6　電源　436
23.7　DUT周辺　437
23.8　1/1000 分圧器　438

24 絶対最大定格 (Absolute Maximum Rating)
24.1　意味　441
24.2　電気的オーバーストレス（EOS）　442
　24.2.1　EOSと対策事例1　442
　24.2.2　EOSと対策事例2　446

25 V-Iトレーサーの製作
25.1　V-Iトレーサーとは　449
25.2　V-Iトレーサーの仕様　449
25.3　回路図とその説明　449
25.4　V-Iトレーサーの調整　452
25.5　使用方法　452

26 クイック・デザインマニュアル
26.1　反転・非反転増幅器の直流領域の設計　455
　26.1.1　出力電圧の計算　455
　26.1.2　低抵抗負荷の駆動　456
　26.1.3　非反転増幅器の入力抵抗　456
　26.1.4　直流シグナルゲインの計算　457
　26.1.5　出力電流変化に伴う出力電圧変化　457
　26.1.6　製品仕様項目の非線形と問題点　458
　26.1.7　アプリケーション回路上で発生する誤差要因　458
26.2　反転・非反転増幅器の交流領域の設計　460
　26.2.1　交流シグナルゲインと位相の計算　460
　26.2.2　低インピーダンス負荷の駆動　461
　26.2.3　出力電流に対する出力リプル電圧の振幅と位相　462
　26.2.4　静電容量負荷　462
　26.2.6　方形波の増幅　462
　26.2.7　ヒステリシス特性　463
26.3　反転・非反転増幅器の雑音　464
　26.3.1　白色雑音の実効値の計算　464
　26.3.2　抵抗器が発生する雑音の実効値　464
　26.3.3　帰還コンデンサC_fの計算　465
　26.3.4　任意のしきい値を超える雑音の発生確率　465
　26.3.5　半導体を通じる電流が発生する雑音（ショット雑音）　466
　26.3.6　等価雑音帯域幅の実現　466

目次

　目次