トランスインピーダンスアンプとは？電流増幅器・I/Vアンプの種類（計測器・小型ユニット・IC）と、利得・帯域・雑音・価格の選び方

トランスインピーダンスアンプとは

トランスインピーダンスアンプは、フォトダイオードやセンサから出る微小な電流を、扱いやすい電圧に変えて増幅するアンプです。利得はV/AやΩで表します。

比較ページには、自社で作る国内メーカーと、自社ブランドの品を日本法人が案内するメーカーの型番を、各社の公式資料で確かめて載せています。

4つの種類

• 利得切替型の計測器：測る電流に合わせて利得を切り替えます。例はエヌエフの CA5351 や浜松ホトニクスの C9329-01 ⁠です。
• 利得固定の小型ユニット：利得を1つに決めて、帯域や雑音を詰めます。例はエヌエフの SA-606F2 やタートル工業の T-IVA001S2 ⁠です。
• センサ用のIC：検査装置やLIDARの基板に載せます。例はTIの OPA857 や LMH32401 ⁠です。
• 光通信用のIC：光モジュールの中で受光信号を増幅します。例はルネサスの RG8G31220 ⁠です。

利得と帯域の関係

エヌエフは、広帯域と高利得、さらに低雑音はトレードオフの関係にある性能だと説明しています。

• CA5351 は、10の6乗V/AでDC〜500kHz、10の9乗V/AでDC〜70kHzです。
• ソーラボの AMP140 は、利得10kV/AでDC〜10MHzです。
• T-IVA001S2 は、10⁹V/Aで約700Hz（フィルタOFF）⁠で⁠す⁠。

雑音の見方

雑音は、機種によって単位と測り方が違います。単位が同じ値どうしで比べます。

• CA5351 の入力換算雑音は、10の10乗V/A・55Hzで2.5fA/√Hzです。
• SA-606F2 の入力換算雑音は、6fA/√Hzです。
• LMH32401 の入力換算ノイズは、49nA RMS（20kΩ）⁠で⁠す⁠。

つなぐときの注意

• センサの容量を先に調べます。C9329-01 は、端子間容量5000pF以下の単素子のフォトダイオードなら基本的に使えます。
• 入力ケーブルは短くします。ソーラボは、320mm以下で適切なノイズ性能が得られると案内しています。

価格

公式に値段を出しているのは計測器と小型ユニットです。ICと光通信用は、代理店かメーカーに聞きます。

• T-IVA001S2 は、28,000円（税別）⁠で⁠す⁠。
• AMP140 は、65,966円（税抜）⁠で⁠す⁠。
• SA-606F2 は、300,000円（税抜）⁠で⁠す⁠。
• CA5351 は、904,000円（税抜）⁠で⁠す⁠。