半導体素子からオペアンプ・センサ・変調まで。オペアンプの計算とセンサ↔物理量の対応、そしてデシベル・CMRRが毎年の頻出。回路図はOCRで崩れやすいので、式と対応表で覚えるのが安全。
真性半導体＝Si・Ge（4価・共有結合）。
n型＝5価の不純物（リンP・ヒ素As・アンチモンSb＝ドナー）を添加、多数キャリア＝電子（負）。
p型＝3価の不純物（ホウ素B・アルミAl・ガリウムGa＝アクセプタ）を添加、多数キャリア＝正孔（正）。
半導体は温度が上がると導電率が増加（金属と逆・負の温度係数）。
pn接合ダイオードは一方向のみ通電（整流作用）。順方向電圧 V_F≒0.6〜0.7V（Si）／0.2V（Ge）。解析では折れ線近似（V_F以下は非導通、以上は理想＋内部抵抗r_d）。
| 項目 | バイポーラ（BJT） | 電界効果（FET） |
|---|---|---|
| 制御 | 電流制御（ベース電流） | 電圧制御（ゲート電圧） |
| 端子 | E・B・C（エミッタ/ベース/コレクタ） | S・G・D（ソース/ゲート/ドレイン） |
| 入力インピーダンス | 低〜中 | 非常に高い |
| キャリア | 電子＋正孔（両方） | 電子か正孔の一方（ユニポーラ） |
CMOS＝pチャネルとnチャネルMOSFETの相補構成で消費電力が非常に小さい（デジタルICの主流）。
入力インピーダンス＝∞・出力インピーダンス＝0・電圧利得＝∞・帯域＝∞。負帰還時は2入力が同電位（仮想短絡／イマジナリショート）で入力電流0。これだけで下の全回路が解ける。
| 回路 | 出力（増幅度） |
|---|---|
| 反転増幅 | V_o＝−(R_f/R_i)·V_i |
| 非反転増幅 | V_o＝(1＋R_f/R_i)·V_i |
| ボルテージフォロワ | V_o＝V_i（利得1・緩衝＝高入力低出力） |
| 加算増幅 | V_o＝−R_f(V₁/R₁＋V₂/R₂) |
| 差動増幅 | V_o＝(R_f/R₁)(V₂−V₁) |
| 微分器／積分器 | 入力C・帰還R＝微分／入力R・帰還C＝積分 |
電圧比は 20·log、電力比は 10·log。暗記：6dB≒2倍・20dB＝10倍・40dB＝100倍・60dB＝1000倍。CMRR（同相除去比）＝差動利得A_d÷同相利得A_cで、生体信号増幅器では大きいほど良い（ハム除去）。dB表示では差（20log A_d − 20log A_c）で表す。
| センサ | 測る物理量・原理 |
|---|---|
| ホール素子 | 磁気（ホール効果） |
| 圧電素子（PZT） | 圧力・振動・超音波 |
| サーミスタ／測温抵抗体(Pt100) | 温度（抵抗変化） |
| 熱電対 | 温度（ゼーベック効果＝起電力） |
| フォトダイオード／CdS | 光 |
| ひずみゲージ | ひずみ・変位・力 |