五等-電子工程電子學大意108 年第 10 題單選題
如圖所示之電路,運算放大器為理想,求此電路之輸入阻抗值為何?
A2.5 kΩ正確答案
B5 kΩ
C7.5 kΩ
D10 kΩ
A正確答案
理想運算放大器反相放大器電路,輸入阻抗等於輸入端串聯電阻2.5kΩ,與回授電阻5kΩ無關。
為什麼答案是 A
理想OPA反相放大器中,反相輸入端為虛接地(V⁻≈0),輸入電流Iin = Vin/2.5kΩ,故Zi = Vin/Iin = 2.5kΩ,正確答案。
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完整詳解
Pro · 無限重點 理想運算放大器反相放大器電路,輸入阻抗等於輸入端串聯電阻2.5kΩ,與回授電阻5kΩ無關。
理想OPA虛短路→反相端為虛接地→輸入阻抗Zi = Vin/Iin = R_in = 2.5kΩ,回授電阻不影響輸入阻抗。
逐選項分析
A✓ 正確
理想OPA反相放大器中,反相輸入端為虛接地(V⁻≈0),輸入電流Iin = Vin/2.5kΩ,故Zi = Vin/Iin = 2.5kΩ,正確答案。
B✕ 陷阱
5kΩ是回授電阻Rf的值。初學者誤以為輸入阻抗等於回授電阻,但Rf接在輸出與反相端之間,對輸入阻抗無貢獻。
C✕ 陷阱
7.5kΩ = 2.5kΩ + 5kΩ,誤將輸入電阻與回授電阻直接相加。兩電阻不是串聯於輸入路徑,不能直接相加。
D✕ 陷阱
10kΩ = 2×5kΩ,可能誤用並聯或其他錯誤組合計算。實際上輸入阻抗只由輸入串聯電阻決定,為2.5kΩ。
理想OPA反相放大器關鍵參數
| 參數 | 公式 | 本題數值 |
|---|
| 輸入阻抗 Zi | R_in(輸入串聯電阻) | 2.5 kΩ |
| 電壓增益 Av | −Rf / R_in | −5k/2.5k = −2 |
| 輸出阻抗 Zo | ≈ 0(理想OPA) | 0 Ω |
| 虛接地電壓 | V⁻ = V⁺ = 0 | 0 V(正端接地) |
許多考生誤將回授電阻5kΩ納入輸入阻抗計算,選擇B(5kΩ)或C(7.5kΩ)。關鍵在於:理想OPA虛短路使反相端為虛接地,輸入電流只流過R_in=2.5kΩ後直接「流向虛地」,回授電阻Rf承受的是輸出到反相端的電流,與輸入阻抗無關。