■フィードバックとイマジナリーショート

OPアンプの増幅率は周波数で変化しますし、例えば100,000倍のままでは普通の増幅に使う事も出来ません。そこでOPアンプでは出力から逆相入力端子に一定の割合で信号をフィードバックさせて増幅率を制限します。このフィードバックがOPアンプを使う場合の特徴であり、一番やっかいな部分でもあります。
直流付近では10万倍近い増幅率を持つため、例えば出力に10Vを得るための、差動入力間の電圧は1V÷100,000=0.1mVとなります。OPアンプを能動状態で使用するには、必ず差動入力の逆相にフィードバックを施すため、正相入力とほとんど同じ電圧になります。このため、逆相入力の電圧は正相入力の電圧とほとんど同じになる事をイマジナリーショートと呼びます。計算上、正相入力と逆相入力はショートしていると考えます。

図は100%の負帰還を行ったいる回路で増幅率は1です。入った信号のレベルまま、出力になります。特にこの様な回路をフォロワと呼びます。
この回路は単純なので、正相入力(+入力)と逆相入力(−入力)が等しくなる事が何となく理解できると思います。すなわちVi=Vo=逆相入力となります。考える方向を変えると、OPアンプのフイードバックは常に正相入力に対して、逆相入力が等しくなる様な方向に働きます。フイードバックが正常に働く範囲では常に正相入力と逆相入力が等しく(現実には完全に同じではないが)なります。