オペアンプ（operational amplifier，オペレーショナル・アンプリファイア）は、非反転入力（+）と反転入力（-）と、一つの出力を備えた増幅器の電子回路モジュールである。日本語では演算増幅器という。OPアンプなどと書かれることもある。増幅回路、コンパレータ、積分回路、発振回路など様々な用途に応用可能である。CANパッケージの集積回路のオペアンプの例
目次
1 概要
2 特性
3 回路例
3.1 増幅回路
3.1.1 非反転増幅回路
3.1.2 反転増幅回路
3.1.3 差動増幅回路
3.2 演算回路
3.2.1 微分回路
3.2.2 積分回路
3.2.3 加算回路
4 種類
5 理論
6 関連項目
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オペアンプは二つの入力間の電位差によって動作する差動増幅回路で、裸電圧利得は十万倍?千万倍と非常に高く、負帰還回路と組み合わせて適切な利得と動作を設定して用いる。
演算増幅器の名称は、かつて自動制御機能などを電子回路で実現する際、微積分・比較・加算・減算などをアナログ演算によって行うために開発されたことに由来する。なお、こうした演算回路を自由に組み合わせて接続し、各種リアルタイム演算ができるようにした装置をアナログコンピュータという。 オペアンプは、現在では通常集積回路の形態であるが、トランジスタや真空管などの個別部品で構成されたこともある。
回路理論上は、「理想オペアンプ」と呼ばれる回路を想定する。
理想オペアンプの特性特性記号値備考
差動利得[1]Ad無限大
同相利得Acゼロ
同相弁別比CMRR無限大
入力インピーダンスZin無限大入力源の電位に影響を与えない。
出力インピーダンスZoutゼロOPアンプの後ろにどの様な物を接続しても、OPアンプは動作する。
周波数帯域f無限大どの様な周波数においても一定の割合での増幅をすること。
内部雑音ゼロ
^ オペアンプの出力電圧は、差動入力電圧、すなわち+入力と-入力の電圧差にオープンループ利得を掛けた値になる。
Vout = (V+ ? V?) * Gopenloop
実際には理想的な特性は実現できず、たとえば以下のような値になる
差動利得：105 ? 107オーダ
同相利得：10-5オーダ
入力インピーダンス：106?109Ωオーダ
出力インピーダンス：102Ωオーダ
周波数帯域：数MHz?数10MHz
このほか、オペアンプが動作するため加える電源電圧を上回る入出力電圧は扱えない、入力電圧のオフセットがあり、温度により変化するなどの制約がある。
しかし、こうした値が実現できれば、理想的な値からのずれを考慮しつつ所要の目的を得るように回路を設計することが可能である。
オペアンプは入出力の機能や、必要とする電源、ピン配置などのパッケージングを標準化したものが多いので、設計作業の効率化に役立つ。
増幅回路
定常状態では、＋と?の入力端子の電圧が等しいか、入力端子に流れ込む電流がゼロとして、入力電圧と出力電圧の関係を導く事が出来る。
例：非反転増幅回路で、Vin = {R1 / (R1 + R2)}Vout をVoutで解くと下記項目にある式が得られる。
＋と?の入力端子の電圧が常に等しい（イマジナルショートと称する）ので、＋入力端子が接地されている場合は、?入力端子が接地されているとして、?入力端子に接続されている信号入力の入力インピーダンスを求める事が出来る。
入力信号と出力信号の位相が同一である増幅回路。電圧増幅率は 1 + R2 / R1 で表される。アナログスイッチ等を用いて増幅率（利得）を外部から設定できるようにした回路をプログラマブル・ゲイン・アンプ、 として電圧増幅率を1とした回路をボルテージ・フォロワと呼ぶ。
入力信号に対して出力信号の位相が180°変化する増幅回路。電圧増幅率は ? Rf / Rinで表される。非反転増幅回路よりも特性が安定するので、位相が問題にならない場合は反転増幅回路を用いる事が多い。
原則としての条件で用いる。出力電圧は(V2 ? V1)R3 / R1で表される。各入力にさらに非反転増幅回路（バッファアンプ）を設けた回路をインスツルメンテーション・アンプと呼び、計装用（工業用計測回路）に用いられる。
電圧値の微分値を出力する回路。入力電圧Viに対して出力電圧は ? RCdVi / dtとなる。実際には高周波のノイズ成分なども増幅されるため、出力波形の立ち下りを滑らかにする不完全微分回路を用いることが多い。
電圧値の積分値を出力する回路。入力電圧Viに対して出力電圧はとなる。実際には、基準となる時刻からの積分を求めるためコンデンサの電荷を放電するリセット回路を設けることが多い。
