理想的な演算増幅器の特徴として誤っているのはどれか。

解説

理想的なオペアンプは、入力信号源に影響を与えないように入力インピーダンスが無限大であり、また、出力に接続された負荷に対して最大限の電圧を供給できるように出力インピーダンスがゼロであると仮定されます。したがって、「出力インピーダンスが高い」という記述は誤りです。

選択肢ごとの解説

• 1. 理想的なオペアンプは、開ループ電圧増幅率が無限大であると仮定されます。これは、ごくわずかな入力差動電圧でも大きな出力電圧を生み出す能力があることを意味します。正しくは：「電圧増幅率が非常に高いこと」は理想的なオペアンプの正しい特徴です。選びやすい理由：「大きい」という表現が一般的に良い特性を指すため、正しい選択肢だと感じる可能性があります。混同注意：現実のオペアンプの増幅率が有限であることと混同するかもしれません。
• 2. オペアンプはその名の通り「演算増幅器」であり、入力端子間の差動電圧を増幅します。これは理想的なオペアンプの基本的な動作原理です。正しくは：「差動アンプとして機能すること」は理想的なオペアンプの正しい特徴です。選びやすい理由：「差動」という言葉が専門的であるため、誤りであると考える人もいるかもしれません。混同注意：シングルエンドアンプなど他の増幅器との違いを理解していない場合、迷う可能性があります。
• 3. 正解。理想的なオペアンプは、出力から負荷へ最大限の電力を供給するために、出力インピーダンスが0であると仮定されます。出力インピーダンスが高いと、負荷に供給できる電力が減少し、電圧降下も大きくなります。正しくは：理想的なオペアンプの出力インピーダンスは「0（ゼロ）」であるべきです。選びやすい理由：入力インピーダンスが大きいことと混同しやすく、インピーダンスは一般的に大きい方が良いという誤解から選んでしまう可能性があります。混同注意：入力インピーダンスが無限大であることと混同しやすいです。
• 4. 理想的なオペアンプは、入力信号源から電流を引き込まないために、入力インピーダンスが無限大であると仮定されます。これにより、信号源への負荷を最小限に抑え、電圧降下を防ぎます。正しくは：「入力インピーダンスが非常に高いこと」は理想的なオペアンプの正しい特徴です。選びやすい理由：「非常に高い」という表現が誤りだと感じるかもしれませんが、これは理想的な特性としては正しいです。混同注意：出力インピーダンスが低いことと混同しやすいです。
• 5. オペアンプの出力電圧は、供給される電源電圧の範囲（通常はレールtoレールと呼ばれる）に制限されます。これは理想的なオペアンプだけでなく、現実のオペアンプにも共通する基本的な特性です。正しくは：「供給電源電圧の範囲内で動作すること」は理想的なオペアンプの正しい特徴です。選びやすい理由：理想的な特性と聞くと、電源電圧に制約されないような特殊な状況を想像してしまうかもしれませんが、電源は常に必要な要素です。混同注意：電源電圧の概念を理想的な特性から除外してしまうかもしれません。

国試ポイント

理想的なオペアンプの主要な特性（電圧増幅率、入力インピーダンス、出力インピーダンス、帯域幅、オフセット電圧など）を正しく理解しているかどうかが問われる問題です。特に、入力インピーダンスと出力インピーダンスの「理想的な値」は頻出です。

混同注意

理想的なオペアンプの入力インピーダンスが無限大であることと、出力インピーダンスがゼロであることの混同。また、現実のオペアンプの特性（有限の増幅率、非ゼロのオフセット電圧など）との区別。

次に同じ論点が出たら

理想的なオペアンプの特性について問われたら、まず「電圧増幅率：無限大」「入力インピーダンス：無限大」「出力インピーダンス：ゼロ」「帯域幅：無限大」を想起し、それ以外の選択肢がこれらの理想値とどう比較されるかを判断する。

関連知識

オペアンプの基本的な回路（反転増幅回路、非反転増幅回路、ボルテージフォロワなど）とその特徴。負帰還の概念。周波数特性（GB積）。