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【オペアンプ GB積】

大学でオペアンプに関する実験をやったのですが、GB積が何を示しているのかよくわかりません。
私自身、まだ一年生のため、オペアンプに関する授業はなく、本などを読んでみましたがよくわかりませんでした。
詳しい方がいましたら、GB積が何をしてしているのか教えてほしいです。

A 回答 (4件)

信号周波数が高くなると利得を大きくすることができないことはご存じと思います。

使用するOP-AMPと最高周波数によって利得の最大値が制限されるのです。
例えば LM358 というOP-AMPのGB積は0.7MHzとなっています。もし10倍の利得で使うのであればどんなに上手に回路を設計しても70KHzが精一杯です。100倍なら7KHzが限界です。利得×最高周波数 が一定値で制限されるのです。これをGB積と称しています。
なおトランジスタでも増幅率hfeは周波数が高くなると低下します。その限界周波数を fT と言います。表現が異なりますがGB積と同じ意味です。別の言い方をするとfTは G=1 とした時のBということになります。
高い周波数における実質の hfe は fT÷周波数 となります。例えばfTが2000MHzのトランジスタで500MHzを増幅するとhfeは4以上にはできません。
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シングルポール応答(6 dB/oct)を持つ周波数範囲において、周波数が倍になるとオープンループゲインは1/2になります。

つまり周波数xゲインが一定です。

GB積というのは「利得帯域幅積」ですから、開ループ利得Aと、利得が半減(3 dB 減衰)する周波数fcの積です。https://ja.wikipedia.org/wiki/GB%E7%A9%8D

書き方を変えれば、クローズドループ・ゲインと3 dB ゲイン・バンド幅の積です。
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Gはゲイン(利得)を、Bはバンド幅(周波数帯域)を示し、GB積とは両方を掛け合わせた特性値です。



これが何を意味するかは、回答No.1、No.2を参照ください。
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オープン・ループ・ゲインが6dB/octで減衰するOPアンプでは、


・ゲインx周波数が一定になる
という性質があり、これをGB積(Gain Band width product)と呼びます。

No1さんの回答を例にすると、GB積が0.7MHz(700kHz)とあり、
これは、オープンループゲインが1の時の周波数を意味します。
1x700kHz=700kHz
そして、ゲインを10にして使いたい時は、
使用できる周波数は70kHzが上限になることを意味します。
10x70kHz=700kHz
同様にゲインを100で使いたい時は、
100x7kHz=700kHz
即ち、使用できる周波数の上限は7kHzとなる。
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