オペアンプを使った反転増幅回路の仕組み

「オペアンプを使った反転増幅回路」は、電子回路の基礎を学ぶ上で欠かせない重要なテーマです。
この回路は 入力信号を反転させつつ、指定された倍率で増幅するという特徴を持っています。
音響機器やセンサー、信号処理装置など、日常の様々なデバイスで幅広く利用されており、
そのシンプルさと汎用性から、多くのエンジニアが愛用しています。
この反転増幅回路の基本的な仕組みを 初心者にも分かりやすく解説します。

反転増幅回路は、オペアンプと呼ばれる増幅素子を使い、入力信号を反転させて増幅する回路です。
基本的な仕組みは、2つの抵抗とオペアンプを組み合わせて構成されます。
入力信号を「-」入力端子(反転入力)に接続し、「+」入力端子(非反転入力)はグランド(0V)に接続します。
この構成により 入力信号の電圧は出力信号として反転し、増幅されます。

増幅率は 入力側の抵抗とフィードバック(出力からオペアンプの入力に戻す経路)に配置された抵抗の比で決まります。
例えば、フィードバック抵抗が入力抵抗の2倍であれば、出力電圧は入力電圧の2倍になり、
信号が反転した形で出力されます。
このように、シンプルな構成で信号の反転と増幅を同時に行えるのが反転増幅回路の特徴です。
※ただし オペアンプの出力電圧は電源電圧を超えることができず、超えた場合は電源電圧で制限されます (飽和現象)

微弱な音声信号を増幅し、クリアな音質を保ちながら不要なノイズを除去するために使われます。

センサーが感知する微小な変化を正確に読み取るため、その信号を増幅して使いやすいレベルに変換します。

入力信号を反転させたり、異なる電圧レベルに変換するため、信号の形を調整する用途で使用されます。