初考-電子工程電子學大意109 年第 34 題單選題
下列有關圖示電路的敘述何者正確?
A為微分電路
B−3dB 頻率與 R1 成正比
C直流電壓的增益為 −R2/R1正確答案
D為高通濾波器
C正確答案
圖示為反相放大器並聯電容C於回授電阻R2,直流時電容斷路,增益為-R2/R1;高頻時電容短路R2,增益趨近0,為低通濾波器。
為什麼答案是 C
直流時電容C視為開路,回授阻抗僅剩R2,電路退化為標準反相放大器,增益 Av = -R2/R1,敘述正確。
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完整詳解
Pro · 無限重點 圖示為反相放大器並聯電容C於回授電阻R2,直流時電容斷路,增益為-R2/R1;高頻時電容短路R2,增益趨近0,為低通濾波器。
直流時電容開路→回授只剩R2→增益=-R2/R1;高頻時電容短路R2→增益→0,故為低通而非高通,-3dB頻率與R1成反比,答案選C。
逐選項分析
A✕ 陷阱
微分電路的結構是輸入端串聯電容(C在R1位置)、回授接電阻。本圖輸入端為R1,電容C並聯在回授R2上,是低通濾波型反相放大器,不是微分電路。
B✕
-3dB截止頻率 f_c = 1/(2πR2C),與R2和C有關,與R1無關,故「與R1成正比」敘述錯誤。
C✓ 正確
直流時電容C視為開路,回授阻抗僅剩R2,電路退化為標準反相放大器,增益 Av = -R2/R1,敘述正確。
D✕ 陷阱
電容C並聯在R2上:低頻時電容開路、增益最大(-R2/R1);高頻時電容短路R2、增益趨近0。頻率越高增益越小,為低通濾波器,不是高通濾波器。
電容C位置決定電路功能對照
| 電容位置 | 電路類型 | 直流增益 | 高頻增益 | -3dB頻率 |
|---|
| 並聯於回授R2(本題) | 低通濾波器 | -R2/R1 | → 0 | 1/(2πR2C) |
| 串聯於輸入R1 | 高通濾波器 | → 0(直流截止) | -R2/R1 | 1/(2πR1C) |
| 並聯於輸入R1 | 高通濾波器(反相) | → 0 | 最大 | 1/(2πR1C) |
| 串聯於回授R2 | 微分電路(近似) | → 0 | 增大(不穩定) | 需額外補償 |
看到電路有電容C就直覺選「微分電路」或「高通濾波器」是最常見陷阱。關鍵要看電容接在哪個位置:接在回授路徑(並聯R2)→低通;接在輸入路徑(串聯R1)→高通。本題電容並聯R2,高頻短路增益歸零,是低通,不是高通或微分。