電験三種（第三種電気主任技術者）「理論」のうち、演算増幅器（オペアンプ）の問題です（大分類：電子回路・重要度B）。一問一答5問 → 五肢択一3問の順に解き、解答・解説は各問題の下を開いて確認してください。
一問一答（○×）
重要度：B 難易度：★☆☆
問1：理想オペアンプは、入力インピーダンスが無限大、出力インピーダンスが0、電圧増幅度が無限大とみなす。
解答を見る
正解：○
理想オペアンプのモデルです。入力端子に電流は流れず、出力は負荷によらず決まります。
重要度：B 難易度：★☆☆
問2：理想オペアンプに負帰還をかけ、出力が飽和せずに線形動作しているときは、2つの入力端子の電位が等しいとみなすことができる（仮想短絡）。
解答を見る
正解：○
電圧増幅度が無限大なので、出力が飽和しない（有限の）線形動作では、入力端子間の電圧はほぼ0です。これを仮想短絡（イマジナリショート）といいます。出力が飽和すると成り立ちません。
重要度：B 難易度：★☆☆
問3：ボルテージホロワの電圧増幅度は、ほぼ無限大である。
解答を見る
正解：×
ボルテージホロワは出力を反転入力に直接つないだ回路で、電圧増幅度は1です。入力インピーダンスが高く出力インピーダンスが低いので、インピーダンス変換に使います。
重要度：B 難易度：★☆☆
問4：オペアンプは、直流を増幅することができない。
解答を見る
正解：×
オペアンプは結合コンデンサをもたない直結の増幅器なので、直流から増幅できます（直流増幅器）。
重要度：B 難易度：★★☆
問5：オペアンプに正帰還をかけたシュミットトリガ回路は、出力が切り替わる入力電圧（しきい値）を2つもち、ヒステリシス特性を示す。
解答を見る
正解：○
正帰還により、出力の状態によってしきい値が変わり、上昇時と下降時で切り替わる電圧が異なります（ヒステリシス）。雑音に強い比較器として使われます。
五肢択一
重要度：B 難易度：★☆☆
問6：図の理想オペアンプを用いた反転増幅回路で、入力抵抗Riは10kΩ、帰還抵抗Rfは50kΩ、入力電圧は0.3Vである。出力電圧〔V〕の値として、正しいものはどれか。
（回路の構成）入力電圧viが入力抵抗Ri（10kΩ）を通ってオペアンプの反転入力（−）につながり、出力と反転入力の間に帰還抵抗Rf（50kΩ）が接続されている。非反転入力（＋）は接地されている。
- −1.80
- −1.50
- −0.06
- 1.50
- 1.80
【第6問：正解と解説】
正解：2
正解は2です。
Av＝−Rf／Ri＝−50／10＝−5、vo＝−5×0.3＝−1.50V
1：誤り。1＋Rf／Ri（非反転増幅回路の式）を使い、符号を負にした値です。
2：正しい。
3：誤り。Ri／Rfを掛けた値です。
4：誤り。符号が逆です。
5：誤り。非反転増幅回路の式で計算した値です。
重要度：B 難易度：★☆☆
問7：図の理想オペアンプを用いた非反転増幅回路で、抵抗Riは10kΩ、帰還抵抗Rfは40kΩ、入力電圧は0.5Vである。出力電圧〔V〕の値として、正しいものはどれか。
（回路の構成）入力電圧viがオペアンプの非反転入力（＋）に加わる。反転入力（−）は抵抗Ri（10kΩ）を通って接地され、出力と反転入力の間に帰還抵抗Rf（40kΩ）が接続されている。
- −2.00
- 0.50
- 0.62
- 2.00
- 2.50
【第7問：正解と解説】
正解：5
正解は5です。
Av＝1＋Rf／Ri＝1＋40／10＝5、vo＝5×0.5＝2.50V
1：誤り。反転増幅回路の式で計算した値です。
2：誤り。入力電圧と同じ（増幅度1）とした値です。
3：誤り。増幅度を1＋Ri／Rfとした値です。
4：誤り。増幅度をRf／Riとした値です。
5：正しい。
重要度：B 難易度：★★☆
問8：理想オペアンプを用いた反転形の加算回路で、帰還抵抗が20kΩ、入力V1＝0.5Vが10kΩの抵抗を、入力V2＝1.0Vが20kΩの抵抗を通して反転入力に加えられている。非反転入力は接地されている。出力電圧〔V〕の値として、正しいものはどれか。
- −3.0
- −2.0
- −1.5
- −1.0
- 2.0
【第8問：正解と解説】
正解：2
正解は2です。
仮想短絡で反転入力は0V。帰還抵抗に流れる電流は各入力電流の和なので
vo＝−(20／10×0.5＋20／20×1.0)＝−(1.0＋1.0)＝−2.0V
1：誤り。どちらの入力にも20／10＝2倍を掛けた値です。
2：正しい。
3：誤り。入力電圧を単純に足した値です。
4：誤り。どちらの入力にも20／20＝1倍を掛けた値です。
5：誤り。符号が逆です。
「電子回路」の他の論点