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🔧 アナログ基本回路構成：Op-Amp、Buffer、Comparator

📘 概要

アナログ／ミックスドシグナル設計では、演算増幅器（Op-Amp）やコンパレータ、バッファなどの基本ブロックが多くの回路の構成要素となります。
これらの構成と動作原理を理解することは、ADC/DAC設計や電源制御などの応用回路へ進む上での基盤となります。

🧪 1. 演算増幅器（Operational Amplifier, Op-Amp）

特徴	説明
高ゲイン	微小な差分入力でも大きな出力変化を生成
差動入力	2つの入力端子（Vin+ / Vin−）を持つ
負帰還設計	安定動作や所望のゲイン制御に使用される
主用途	電圧増幅、積分器、フィルタ、電圧フォロワ等

📌 基本構成

差動入力ペア（NMOS or PMOS）
電流ミラー型アクティブ負荷
出力ステージ（クラスAB等）

📎 設計指標

DCゲイン、帯域幅、スルーレート、CMRR、PSRR

🔁 2. バッファ（Voltage Follower）

特徴	説明
ゲイン1（ユニティ）	入力をそのまま出力へコピー
高入力インピーダンス	信号源への負荷を軽減
低出力インピーダンス	後段駆動能力を向上
主用途	センサ出力、ADC入力、信号絶縁、レベルシフト後段など

📎 Op-Amp＋負帰還で構成される「ユニティゲイン構成」が代表例。

⚖️ 3. コンパレータ（Comparator）

特徴	説明
2つの入力電圧を比較	Vin+ > Vin− ならHigh出力、逆ならLow出力
高速応答	ゲインが高く、ヒステリシス制御可能
クロスオーバ判定	ゼロクロス検出やしきい値超過判定に使用
主用途	A/D変換、ゼロクロス検出、デジタル制御回路のトリガ等

📎 オペアンプに近いが、負帰還をかけない構成で設計される。

⚙️ 補足ブロック：電流ミラー、バイアス回路

電流ミラー：一定電流源としてOp-Ampやバッファの動作を安定化
バイアス回路：リファレンス電圧・電流生成用。プロセス変動や温度補償付き構成が一般的（例：Bandgap）

🎯 教材的ポイント

回路ごとの入力／出力の関係と動作原理を押さえる
SPICEシミュレーションでDCスイープ、過渡応答、ステップ応答などを観察
回路動作だけでなく、レイアウトでの対称性やマッチングの影響も後続章で理解

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layout_considerations.md：アナログレイアウトの設計注意点へ

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