一般的なOPアンプによる半波整流回路
まず、OPアンプとダイオードを利用した整流回路の動作を確認します。
OPアンプは実際にテストするLM358/NSのSPICEデータをナショナルセミコンダクター社のホームページからダウンロードしました。LTSPICEには汎用の小信号用のスイッチング・ダイオード1N4148のシミュレーション・データが用意されています。以前定番だった1S1588の代わりに、今ではこの1N4148を利用しています。
OPアンプの出力にD1を組み込み、出力がマイナス電圧側に振れないようにします。D1を挿入すると、入力がマイナス電圧のとき、入力が反転入力（マイナス入力）となっているので出力はプラス電圧となります。出力がプラス電圧になると、ダイオードD1から負荷に電流を流し込み負荷に加える電圧もプラスの電圧にします。
OPアンプの出力に接続したダイオードD1の電圧降下分Vfは、R1のフィードバック回路でマイナス入力に戻されます。プラス入力のグラウンド電位と一致するようにOPアンプの出力がVf分増加されます。
このように、OPアンプのフィードバック回路の中にダイオードを組み込むことで、0Vから入力と出力が比例関係にある理想的なダイオードを構成することができます。
プラス入力のとき、OPアンプの出力はマイナスの電圧になります。その際、D1のダイオードによりOUTとOPアンプの出力は遮断状態になります。このとき、OPアンプの反転入力端子からD2のダイオード経由で電流がながれ、D2がOPアンプの負帰還回路を構成しOUTをグラウンド電位に保ちます。
シミュレーション結果を次に示します。
次回、LM358を用いブレッドボード上で上記の回路を実際に配線してテストしてみます。プラス、マイナスの2電源が必要なので乾電池で構成することを考え、テストしてみます。
<神崎康宏>