オペアンプの動き、言葉で説明
オペアンプは、図1のような記号で書かれ、Vout には、 Vin+ と Vin- の差が ゲインG 倍されて出てきます。 Vout = (Vin+ ー - Vin-) * G 。
G は大変大きい( 100,000 倍以上）ので、
- Vin+ > Vin- のときは、Vout は + の電源電圧に張り付きます。(1)
- Vin+ < Vin- のときは、Vout は - の電源電圧に張り付きます。(2)
次に、図2の回路を考えます。 今 Vin+ を 1[v] の直流電圧に繋ぎます。
Vout は、Vin- が 1[v] より少し小さいと、(1) から、Vout が + の電源電圧に張り付こうとしますが、この時、Vout (=Vin-) が 1[v] より大きくなると、(2)から - の電源電圧に張り付こうとします。 この時 Vout(=Vin-)が 1[v] とより少し大きくなると、(1)から + の電源電圧に張り付こうとします。この時 Vout(=Vin-) が 1[v] より少し小さくなると、、、、（1[v] になる動作）
これを繰り返して、図2に回路では、Vin+ = Vin- = Vout = 1[v]に落ち着きます。
また、この時何かの拍子に（例えば、ノイズ）で、Vout が 1[v] から少しだけずれるても、(1[v] になる動作）をして、Vout = 1[v] に落ち着きます。
図3で、同様に Vin+ = 1[v], R1=R2=1K[Ω] とします。 この時、落ち着く先は、Vin+ = Vin- = 1[v] です。 よって、Vin - = Vout*R1/(R1 + R2) = Vout /2 となり、Vout = 2[v] が落ち着く先です。
このとき、何かの拍子（例えばノイズ）で、Vout が 2[v] より少し上がったとします。そうすると、Vin- も1[v] より少し上がります。Vin+(1[v] < Vin- となるので、Vout の電圧は下がる方へ動きますが、全帰還のときよりも下がる方への動きが半分になります。Vout が下がって Vin+(1[v]) > Vin- になると、Vout は、電圧が上がる方向へ動きますが、全帰還のときよりも下がる方への動きが半分になります。これを繰り返して、Vout は2[v] 近傍で安定します。
図3では、Vout(2[v]) は Vin+(1[v]) の２倍ですが、Vout のノイズの修正する大きさは、図2の全帰還の半分になっています。
まとめ
