ボルテージフォロワに関する質問

質問

たまに回路図でボルテージフォロワのプラス端子とグラウンドの間に
1MΩあるいは10kΩほどの抵抗器が挟んであるものを見かけるのですが、
これはどういう意味があるのでしょうか？
オペアンプ回路の本などでも解説されているのを見たことがありません。
私の予想では、高い電圧がフォロワの入力端子にかかったときに
電流がグラウンドに流れるようにするためではないかと思うのですが、どうでしょうか？
また、この抵抗器の抵抗値の決め方などについて教えて下さい。
よろしくお願い致します。

回答No.2

inara1 · ベストアンサー

図１のように信号ラインと＋入力端子の間に抵抗 R2 が入っている場合は過電圧に対する保護用です。信号ラインとGND間に抵抗 R1 が入っているのは、入力に何もつがっていないときに、＋端子の電圧が0Vになるようにするため（入力開放時に出力がフラフラ変動したり飽和しないようにするため）のものです。入力に直流カット用のコンデンサが入っている場合は、直流的には入力が開放されたのと同じになるので R1 を入れなければなりません。

　　　　　　　　　　　 │＼
　入力 ─┬─ R2 ┤+　＼
　　　　　　│　　　　│　　　　>─┬─ 出力
　　　　　 R1　┌─┤-　　／　　 ｜
　　　　　　│　│　 │　／　　　　｜
　　　　　　│　└──────┘
　GND ─┴────────── GND

R2 の値は
　　　R2 > 想定される最大入力電圧(V)/入力端子の許容電流(A)
を目安にします。汎用オペアンプのLM358 [1] の場合、入力端子の許容電流は 50mA なので、想定される最大入力電圧を 140V（AC100Vの尖頭電圧）とした場合、R2 > 3kΩとします。

[1] LM358データシート（2ページの絶対最大定格の「入力電流」）　http://akizukidenshi.com/download/LM358N_NS.pdf

R1 の値は、オペアンプの入力バイアス電流によって＋入力端子電圧のDC電圧（無信号時）が大きくならないような値にします。
　　R1 < ＋入力端子の許容電圧（V）/入力バイアス電流(A)
微小な信号を扱っていて、＋入力端子の無信号時DC電圧を 10mV 以内とした場合、 LM358の入力バイアス電流は最大 200nA なので（データシート３ページのInput Bias CurrentのMax）、R1 < 50kΩ とします。R1が小さいと入力インピーダンス（R1）が下がってしまいますが、R1を大きくするには、入力バイアス電流の小さなオペアンプを使います。例えばFET入力型のオペアンプは、入力バイアス電流は最大 200pA 程度なので、R1 = 10MΩと大きくした場合でも、＋入力端子電圧の変動は最大2mVに収まります。

オペアンプの中には、上図のような非反転バッファ回路として動作させる場合に、-入力端子と出力端子間に1kΩ程度の抵抗を入れる必要があるものがあります（電源投入直後に-入力端子に過大電流が流れないようにするため）。そのようなオペアンプではデータシートには注意点として書かれています。

回答No.1

takepon256

入力端子の保護のためです。
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1112727991

お礼

ありがとうございます。

入力端子の保護のためであることは分かったのですが、
具体的な抵抗値というのはどうやって決めれば良いのでしょうか？
これの抵抗値を小さくすると、よりオペアンプへの負担が小さくなり
抵抗値を大きくすると、負担は大きくなるけれども、入力インピーダンスが大きくなることにより、信号が正確に伝達する
といった感じなのでしょうか？