IC（集積回路）とオペアンプ あいしー
IC（集積回路）は、たくさんのトランジスタや抵抗を小さなシリコン板1枚にまとめ、足（ピン）の付いた部品にしたもの。増幅用のオペアンプ（演算増幅器）、電圧を一定にする三端子レギュレータなどがある。
陸特・アマでは IC そのものは出ず、三端子レギュレータ（定電圧回路）として現れる。一陸技の基礎では「理想的な演算増幅器 AOP」の反転増幅・CR 発振回路の計算が毎回出る。図記号の三角形と＋・−の 2 つの入力を覚える。
IC は「回路をまるごと 1 つの部品にしたもの」です。中には数個から数十億個のトランジスタが入っていますが、使う側は足の役目だけ知っていれば使えます。無線機の中の増幅・電源・デジタル処理の多くは IC です。
R_i は入力側の抵抗、R_f は出力から − 入力へ戻す帰還の抵抗。符号の − は出力の向きが逆になること
数値例です。R_i＝10〔kΩ〕、R_f＝100〔kΩ〕なら増幅度は −10 で、入力 0.1〔V〕が出力 −1〔V〕になります。三端子レギュレータは、出力 5〔V〕用なら入力に 7〔V〕程度以上を加えると、入力が変わっても 5〔V〕を保ちます（定電圧回路）。
典型問題の解き方（一陸技の演算増幅器）
一陸技 令和8年7月期 基礎 問14。「入力側 R・帰還 C の反転増幅器（図1）と、入力側 L・帰還 R の反転増幅器（図2）の伝達関数が等しくなる条件」
- 図1 −(1/jωC)/R＝−1/(jωCR)
- 図2 −R/(jωL)
- 等しいとおく 1/(CR)＝R/L から L＝CR²
- 答え C＝L/R²
反転増幅の増幅度はR_f/R_i（帰還の抵抗が分子）で、出力の符号は逆になります。R_i/R_f と逆にした肢に注意します。IC の足の番号は、切り欠きを左にして上から見たとき、左下のピン 1 から反時計回りに数えます。
この用語を押さえる問題
図 1 に示す回路と図 2 に示す回路の伝達関数 (V̇o/V̇i) が等しくなる条件を表す式として、正しいものを下の番号から選べ。ただし、角周波数を ω〔rad/s〕とし、演算増幅器 AOP は理想的な特性を持つものとする。 R：抵抗〔Ω〕、C：静電容量〔F〕、L：自己イ...
正答: C = L/R²
正しい。理想演算増幅器の反転増幅回路の伝達関数は −(帰還インピーダンス)/(入力インピーダンス)。図1は −(1/(jωC))/R = −1/(jωCR)、図2は −R/(jωL)。両者が等しい条件は 1/(CR) = R/L、整理して L = CR²、すなわち C = L/R²。
この問題を解く図に示す理想的な演算増幅器 (AOP) を用いたブリッジ形 CR 発振回路の発振周波数 fo を表す式及び発振状態のときの電圧帰還率 β (V̇f/V̇o) の値の組合せとして、正しいものを下の番号から選べ。 R、R1、R2：抵抗〔Ω〕、C：静電容量〔F〕、V̇o：出力電圧...
正答: fo = 1/(2πCR)〔Hz〕 β = 1/3
正しい。直列枝 Z1 = R + 1/(jωC)、並列枝 Z2 = R/(1+jωCR) とすると、帰還率 β = Z2/(Z1+Z2) = 1/(3 + j(ωCR − 1/(ωCR)))。虚部が 0、すなわち ωCR = 1 のとき位相が 0 で発振し、fo = 1/(2πCR)。そのとき β = 1/3 なので、増幅器側は 1 + R1/R2 = 3 の増幅度が必要である。
この問題を解く問われた問題 3
- 一陸技 令和8年7月期 問14 図 1 に示す回路と図 2 に示す回路の伝達関数 (V̇o/V̇i) が等しくなる条件を表す式として、正し...
- 一陸技 令和8年1月期 問14 図に示す理想的な演算増幅器 (AOP) を用いたブリッジ形 CR 発振回路の発振周波数 fo を表す式及び...
- 二陸特 令和3年6月期 問14 次の記述は、個別の部品を組み合わせた回路と比べたときの、集積回路（IC）の一般的特徴について述べたものであ...