オペアンプ差動増幅回路 OP AMP : アンプへの入力電圧の微分値に等しい出力電圧を得る回路。 オペアンプの出力電圧の公式を確立することが目的です。

OP AMPを使用した微分増幅回路の構成式。
基本的な微分増幅回路は、アンプ入力にあるコンデンサCとフィードバック抵抗Rで構成されます。理想的なOP AMPとコンデンサに関する基本的な電流方程式 Ic(t) = C ⋅ dV(t) / dt を考慮すると、アンプの出力電圧 Vout(t) = - R ⋅ C ⋅ Vin'(t) を導くことができます。この回路は「微分増幅器」と呼ばれます。なぜなら、出力電圧 Vout(t) は入力電圧 Vin(t) の微分値、すなわち Vin'(t) を係数以下で反映するからです。R = 1 [Ω]、C = 1 [F] とすると、出力電圧は Vout(t) = - Vin'(t) になります。
注意：数学的には、微分 Vin'(t) は信号 Vin(t) の変化率を単に示しますが、物理的には Vin(t) の変化速度を意味します。高周波数で動作する微分OP AMPは、OP AMPの内部構造による不可避な内部位相シフトにより不安定になり、多くのノイズを発生させます（高速であるため）。これは、RCベースのアクティブフィルターおよびOP AMPが中周波数ではうまく機能し、高周波数では非常に悪い理由の一つです。アクティブフィルター（OP AMPを使用）では、高周波数での有用性が低下し始め、200 MHz以下の周波数に限られます。信号が15 cm/ns（光速の半分）より速く伝わる場合、微分器によって発生するノイズは、ロジックゲートのリンギングや発振によって発生するノイズとは大きく異なります。