実用書2冊付き！アナログ・デバイセズの電子回路教室
【OPアンプ活用/基板実装編】
帰還回路の基本からICの選定，データシートの解読，基板設計のエッセンスまで
(講義267分/説171頁)
- 講師：藤森 弘己(アナログ・デバイセズ株式会社)
- 企画編集・主催： ZEPエンジニアリング株式会社
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学ぶこと
あらまし
OPアンプ（Operational Amplifier）は，アナログ回路のもっとも基本になる機能素子です．複雑なリニア集積回路（IC：Integrated Circuit）の中にも，機能要素として数多く使われています．いわば，アナログ回路システム構成ためのネジ・クギにあたるような基本部品です．機能としては大変シンプルで，入力信号を増幅して出力するだけですが，帰還回路を周囲につけることにより，数多くのアナログ信号処理機能を実現します．
本セミナでは，OPアンプの構造や基本動作を理解し，システムの要求仕様からどのように必要なOPアンプの仕様に落とし込んでいくか，また回路図と実装の間のギャップをどのように捕らえるかなどについて理解を深めることを目的とします．またOPアンプの誤差要因がどのように全体の回路の性能に影響するのかを理解し，回路のどこにポイントを置いて設計をすべきなのかについても，その足掛かりを解説します．OPアンプ回路設計初心者の方でも，道筋を持って回路に取り組める知識を習得することを目標とします．
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| 図1 Negative Feedback Amplifire（NFB Amp）OPアンプの先祖（1928） | 図2 単一グラウンド・プレーンを持つ4層基板 |
内容
- OPアンプの歩みと回路構成
本セミナのイントロダクションです．OPアンプの歩みを簡単に紹介し，回路技術とプロセス技術の進歩を解説します．現在の最新OPアンプについても触れます． - 基本動作回路，負帰還アンプの動作
OPアンプは帰還をかけて使うことが前提のアンプです．負帰還をかけると，必要とする機能を実現できます．どのような帰還回路で動作するのか，基本回路（非反転アンプ，反転アンプ）を解説します． - OPアンプのデータシートに書かれている内容の理解の仕方と実回路への影響
OPアンプはシンプルな素子ですが，多くの仕様が示されています．なかには用途別の独自の仕様（Specification）やその測定条件が示されています．これらは，回路の誤差を見積もるうえで大変重要で，周辺の回路状況によっても変化します．OPアンプの用途や特徴をデータシートから読みとき，何が最終回路にインパクトを与えるのか，また逆に最終システムの性能を変えるためにはOPアンプに何が要求されるのかを理解します． - OPアンプ回路の実装
OPアンプを組み込んだ回路を実基板に移す際の注意点について解説します．特に高精度回路（または低ノイズ回路）や高速回路（または広帯域回路）でしばしば起きる，設計回路と実回路での動作の違いについて解説します．またOPアンプを使った基板設計の基本について，特にA-D/D-Aコンバータのようなアナログ・ディジタルの境界にある素子との組み合わせで配慮すべき点ついても取り上げます．
ショートセミナ
抵抗やコンデンサの寄生素子モデル
受講対象
- アナログ回路（リニア回路）設計の初心者
- OPアンプを使いたい技術者
- ディジタル回路からアナログを含むミクスド・シグナル・システム回路まで知識を広げる必要がある技術者
- 先輩技術者が設計したシステムのアップデートを担当しているが，その際の既存アナログ回路の読み解き方を理解したい方
- 集積化されたシステムICでは実現できない性能や特性があるため，または標準的なアプリケーション回路ではカバーされていない範囲で使用するために個別部品で測定回路を設計しなければならない方
- A-D/D-Aコンバータのアナログ入出力段の設計をより深く知りたい技術者
あると望ましい予備知識
一般的な電気の知識，オームの法則，キルヒホッフの法則，重ねの理，テブナンの定理などを知っていれば十分です．
講演の目標
- OPアンプのデータシートや技術資料の内容をみて，それらがどのように最終回路に影響するのか理解できるようになる
- 最終システムの要求機能から，逆にどのようなOPアンプが必要とされるのか，その基本的な考え方を身に着ける
- OPアンプの限界を考慮し，それをカバーするためにはどのような手法が考えられるのか理解する
受講者が準備するもの
関数電卓（スマ-トフォンで代用可）があると便利です
講師紹介
略歴
- 1979 芝浦工業大学 通信工学科卒業
- 同年 Analog Devices of Japan Inc に入社（後にアナログ・デバイセズ株式会社）
同社にてアナログ・モジュール開発，Mixedシグナル・テスタのテスト・モジュール開発、高速リニア・カスタム集積回路の開発サポート，汎用リニア製品マーケティング等を担当．その間，技術セミナの講師多数
主な著書
- 世界の定番OPアンプで作る実用アナログ回路集，CQ出版社．
- OPアンプ大全（翻訳)，CQ出版社．
- その他 技術記事の多数執筆（日経エレクトロニクス，トランジスタ技術，電波新聞など）
講演の参考URL
- Analog Digital Conversion. (Walt Kester, Analog Devices Inc.) ISBN 0916550-27-3
- Practical Analog Design Techniques. (Walt Kester, Analog Devices Inc.) ISBN 0-916550-16-8
- System Application Guide (Walt Kester, Analog Devices Inc.) ISBN0-916550-13-3
- Electronic Data Book. (Rudolf F. Graf, TAB Books Inc.) ISBN 0-8306-2958-0