第38回 臨床工学技士国家試験 午後 第51問

図は差動増幅（減算）回路で、入力抵抗1 kΩ・帰還抵抗10 kΩにより利得は10倍。基準2 Vとの差を10倍して出力するため、Vo＝10×(Vi−2)。Vo＝10 Vとなるのは Vi＝3 Vのとき。よって3が正答。

【各選択肢の解説】

差動増幅回路の出力：Vo ＝ (Rf/R1)×(Vi − Vref) ＝ 10×(Vi − 2)
Vo ＝ 10 V を代入：
10 ＝ 10×(Vi − 2)
1 ＝ Vi − 2
Vi ＝ 3 V

（利得10倍、基準2 V、Vo＝10 Vから逆算するとVi＝3 V）

【試験対策ポイント】

理想オペアンプ＝仮想短絡（両入力同電位）・入力電流ゼロ。反転増幅の利得＝−Rf/R1、非反転＝1＋Rf/R1、差動（減算）＝(Rf/R1)(V2−V1)。抵抗比（ここでは10 k/1 k＝10）で利得を即決し、基準電圧との差を掛けて出力を求める。