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オペアンプでフィードバックが使用されるのはなぜですか?

負帰還回路 (反転増幅回路)
図-1 負帰還回路 (反転増幅回路)

通常のオペアンプは開放利得(オープンループ利得)が105倍(100dB)程度あり、そのまま使用すると利得の感度が高く回路設計が難しくなります。負帰還(フィードバック)を利用すると、利得やカットオフ周波数を必要な値に設定することができます。これにより安定性が増し、またオペアンプの性能バラツキや部品のバラツキ、温度などの環境パラメータによる感度を下げることが可能になります。
負帰還回路 (反転増幅回路 図-1) の利得Gvは簡易的に下式で表されます。
Gv=-R2/R1
式を見てわかるように、外付けの抵抗比で利得は決まり、環境などの要因の影響を受けにくくなることが分かります。
図-2に一般的なオペアンプのボーデ線図を示します。負帰還を構成しないオープンループゲイン(開ループ利得)は6dB/Oct (= 20dB/Dec) で減衰していることが分かります。これに対し、クローズドループゲイン(閉ループ利得)は10kHzまで(オペアンプの周波数特性により変わります) 一定の利得となります。このようにフィードバックを利用することにより一定の帯域幅を持たせることができます。

オペアンプ ボーデ線図
図-2 オペアンプ ボーデ線図

オペアンプに関するアプリケーションノートも合わせてご参照ください。
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