次の文章は，図1の回路の動作について述べたものである。
図1は，演算増幅器(オペアンプ)を用いたシュミットトリガ回路である。
この演算増幅器には+5Vの単電源が供給されており，0Vから5Vまでの範囲の電圧を出力できるものとする。
・出力電圧voutは0〜5Vの間にあるため，演算増幅器の非反転入力の電圧v+[V]は(ア)の間にある。
・入力電圧vinを0Vから徐々に増加させると，vinが(イ)Vを上回った瞬間，voutは5Vから0Vに変化する。
・入力電圧vinを5Vから徐々に減少させると，vinが(ウ)Vを下回った瞬間，voutは0Vから5Vに変化する。
・入力vinに対する出力voutの変化を描くと，図2のような(エ)を示す特性となる。
上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
正答5
解説
正解は(5)。
出力voutは0Vか5Vに飽和する。
非反転入力v+は，E=5Vからの10kΩ，接地への10kΩ，voutからの20kΩが合流する節点の電位で，ミルマンの定理よりv+=(5/10+0/10+vout/20)/(1/10+1/10+1/20)=2+0.2vout。
vout=5Vならv+=3V，vout=0Vならv+=2Vなので，v+は(ア)2〜3Vの範囲で切り替わる。
出力5Vのまま入力vinが3Vを上回った瞬間に5Vから0Vへ反転し((イ)3)，出力0Vのままvinが2Vを下回った瞬間に0Vから5Vへ反転する((ウ)2)。
この特性は幅を持つループを描くヒステリシスである((エ))。
したがって(5)が正解。