ユニティゲインバッファーのフィードバックパスにある抵抗の目的は何ですか？

フィードバックパスに抵抗器を備えたユニティゲインのフォロワーがよく見られます。もちろん、理想的なオペアンプの場合、入力に電流は流れず、この抵抗は何もしません。実際のオペアンプでの効果は何ですか？また、その値をどのように選択すればよいですか？

この回路でR1は何をしますか？

示すように、抵抗器が1つだけの回路はほとんど見られません。通常、非反転入力にも同じ値の別の抵抗（または同等のソース抵抗）があります。

ほとんどの（理想的ではない）オペアンプには有限の入力抵抗があります。これは、入力端子に小さな電流が流れ込むことを意味します。この電流は「入力バイアス電流」と呼ばれ、入力の電圧によって変化します。ほとんどのオペアンプ回路は負帰還を使用して2つの入力を同じ電圧に保つため、これは、任意の電圧で、両方の入力を流れる電流が同じになることを意味します。

各入力を流れる電流は、その入力に接続されている抵抗に流れるため、入力に電圧シフトが生じます。2つの入力の抵抗が異なる場合、この電圧シフトも異なり、これら2つのシフトの差は、回路の動作における追加の入力オフセット誤差として現れます。

このため、すべてのオペアンプ回路で、2つの入力に接続された抵抗が同じになるように努力し、この追加の誤差原因を排除します。ユニティゲインバッファであっても、ソース抵抗が100Ωの場合、フィードバックパスで100Ωの抵抗が使用されます。

OP27データシートからの抜粋は、2つの入力から見たインピーダンスを等しくするよりも答えがより複雑であることを示しています。

AD797データシートの別の例：

フィードバック抵抗を使用できる1つの理由は、Vinの出力インピーダンスを一致させるためです。実際のオペアンプには、入力電流バイアスと入力電流オフセットがあります。

たとえば、次の代表的な回路をご覧ください。

ここでは、実際のオペアンプの端子に流れる電流をシミュレートする電流源を追加して、オペアンプのより現実的なモデルを作成しました。2つの入力電流の差がオフセット入力電流です。

正の入力端子の入力電圧は、実際には次のとおりです。

$$\begin{equation} Vin_{actual} = Vin - I_1 \cdot R_1 \end{equation}$$

理想的なオペアンプ動作により、負の入力端子電圧は同じです。次に、結果の出力電圧を計算できます。

$$\begin{equation} Vout = Vin_{actual} + I_2 \cdot R_2\\ Vout = Vin - I_1 \cdot R_1 + I_2 \cdot R_2\\ \end{equation}$$

R1とR2を厳密に一致させることにより、入力バイアス電流の効果が事実上ゼロになります。ただし、これは入力オフセット電流を解決しないことに注意してください。両方の問題を解決するには、R1とR2の抵抗が両方とも小さいことを確認してください。これにより、入力オフセット電流と入力バイアス電流の両方の問題が解決されます。R1が十分に小さい場合、実際に離散的に一致するR2は必要ないかもしれませんが、もしあれば、より良い結果が得られます。

オペアンプには、電圧フィードバックと電流フィードバックの2種類があります。電流フィードバックでは、名前から推測できるように、Rf「フィードバック抵抗器」を介して出力から入力に駆動される電流は、1）帯域幅2）Rg「接地抵抗器」と電流分割器に関連付けられたときのゲインを決定します。電流フィードバックオペアンプでは、非常に低いフィードバック抵抗がある場合、このアプリケーションノートhttp://www.ti.com/lit/an/slva051/slva051.pdfは、オペアンプが発振することを示しています。高い値を選択すると、帯域幅が減少します。

実際、今日では非常に多くの種類のオペアンプが存在するため、Vin + = Vin-を意味する無限インピーダンス入力の単純なモデルは、多くの場合真ではありません。多くのオペアンプの入力インピーダンス値は低く、他のオペアンプは+ Inで非常に高いインピーダンスを持ち、-Inで非常に低いインピーダンスを持っています。VHFオペアンプはすべて電流フィードバックであり、LMH6703のように実装するのが非常に面倒です