演算増幅回路を図に示す。出力電圧Vout が－10 V のとき負帰還抵抗R［kf…
演算増幅回路を図に示す。出力電圧Vout が－10 V のとき負帰還抵抗R［kf Ω］はどれか。
- ⑴ 1Vout＝－（R/Rin）Vinに図の値を代入すると、出力を－10Vにする負帰還抵抗は1kΩと求まります。これが正解です。
- ⑵ 2出力電圧の大きさは負帰還抵抗に比例するため、2kΩでは出力が正解の2倍の大きさになり、－10Vにはなりません。
- ⑶ 33kΩでは出力が正解の3倍の大きさになります。－10Vという条件を満たしません。
- ⑷ 44kΩでは出力が正解の4倍の大きさになり、条件から大きく外れます。
- ⑸ 55kΩでは出力が正解の5倍の大きさになります。－10Vにはなりません。
この問題は別冊の図版（写真・標本・心電図など）を見て答えます。図版は転載していないため、下の出典のページから公式のPDFをご覧ください。解説だけでも所見の読み取り方が分かるように書いています。
解説
正解は⑴です。反転増幅回路では、演算増幅器の入力端子間が仮想短絡となり入力電流が流れ込まないため、入力抵抗Rinを流れる電流がそのまま負帰還抵抗Rを流れます。その結果、出力電圧はVout＝－（R/Rin）×Vinで与えられ、出力の大きさは負帰還抵抗に比例します。図に示された入力電圧と入力抵抗を代入してR＝－Vout×Rin/Vinを計算すると、Vout＝－10Vを与える負帰還抵抗は1kΩになります。たとえば入力抵抗1kΩ・入力電圧＋10Vなら増幅率1倍で出力は－10Vです。
出典：厚生労働省ホームページ（https://www.mhlw.go.jp/seisakunitsuite/bunya/kenkou_iryou/iryou/topics/tp240424-06.html）を加工して作成