今日は久しぶりに
電子回路について。
ボルテージフォロワ回路
メーカーに勤める
エンジニアあるいは、
工学部の学生であれば、
図1のような
ボルテージフォロワーの
回路を見たことがあると
思います。
しかし、
メーカーのエンジニアと
いえども、必ずしも、電子回路に
精通しているわけではありません。
(それこそ、今話題の、
ソフトウエア系エンジニアと、
ハードウエア系エンジニアが
おり、また、
ハードウエア系のエンジニア
の中にも色々なものがあります。)
今回は、
ボルテージフォロワや
イマジナリーショートについて、
解説してみたいと思います。
図1 ボルテージフォロワ
三角の絵は増幅器(アンプ)。
理想の増幅率は”無限大”です。
ですので、Vbに有限の値が
出力されている場合、
Va-Vb’ = 0
となります。
すなわち
Va=Vb’=Vb
つまり、
出力電圧Vb=入力電圧Va
となります。
VbとVaが等電位になることが、
「イマジナリーショート」
と呼ばれることもあります。
(仮想的にショートされている。)
ボルテージフォロワの用途
本物のショートとどう違うか？
例えば、図2の負荷Z1の両端に、
Vnの電圧をかけたいとします。
図2 負荷_Z1
しかし、
図2の両端に、
Vnの電圧を出力する回路(図3)を
接続したとしても、
図3 Vnを出力する回路
負荷Z1を接続したことによって
出力電圧(つまりZ1の両端に掛かる電圧)が、
Vnから違う電圧(Vx)になってしまいます。
(図4)
図4 出力電圧が変わる
しかし、図5のように
接続したらどうでしょう。
アンプの入力インピーダンス
は、(理論上)無限大です。
つまり、端子aには何も接続
されていないのと等価です。
つまり、端子a-端子b間の
電圧は、Vnのままとなります。
そして、ボルテージフォロワの
入力と出力の電圧は同じに
なりますので、
負荷Z1の両端にも電圧Vnが
掛かります。
図5 ボルテージフォロワ使用法
このように、
ボルテージフォロワは、
電圧発生回路と負荷の間に
挿入するバッファとして
使用されるのが、
最も一般的です。
これは、
電子回路の基本中の基本ですが、
メーカーに勤めていると、
ボルテージフォロワ
(もしくはイマジナリーショート)
の原理を利用した
非常に巧妙な回路に出会うこと
があります。
さすがに、その内容を
ここで書くわけにはいきませんが、
ボルテージフォロワの動作原理を
ブログに記載してみました。
以上。
