初考-電子工程電子學大意109 年第 12 題單選題
如圖運算放大器電路,若電壓增益 A 為無限大,試求輸出電壓 vo=?
D正確答案
非反相放大器電路,利用虛短路原理 V+ = V- = 2V,代入增益公式 1 + Rf/R1 即可秒算輸出電壓為 6V。
為什麼答案是 D
正確。本題為非反相放大器,電壓增益 Av = 1 + (Rf/R1) = 1 + (10k/5k) = 3。輸出電壓 vo = Av × Vin = 3 × 2V = 6V。
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完整詳解
Pro · 無限重點 非反相放大器電路,利用虛短路原理 V+ = V- = 2V,代入增益公式 1 + Rf/R1 即可秒算輸出電壓為 6V。
認出非反相放大器,增益 Av = 1 + 10k/5k = 3 倍,輸入 2V,輸出直接 2 × 3 = 6V。
逐選項分析
A✕ 陷阱
錯誤。這是反相放大器的陷阱答案。若誤以為輸入接在 (-) 端,會算出 -(10k/5k) × 2V = -4V。但本題輸入接在 (+) 端,應為非反相。
B✕ 陷阱
錯誤。這是漏加「1」的陷阱。若只計算回授電阻上的壓降 (10kΩ × 2V/5kΩ = 4V),忘記加上 V- 節點本身的 2V,就會誤選此項。
C✕
錯誤。數值正確但符號錯誤。非反相放大器的輸出與輸入同相,輸入為正 2V,輸出必為正電壓,不可能為 -6V。
D✓ 正確
正確。本題為非反相放大器,電壓增益 Av = 1 + (Rf/R1) = 1 + (10k/5k) = 3。輸出電壓 vo = Av × Vin = 3 × 2V = 6V。
運算放大器基本組態
| 組態名稱 | 信號輸入端 | 電壓增益公式 | 輸出相位 |
|---|
| 非反相放大器 | (+) 非反相端 | 1 + (Rf / R1) | 與輸入同相 |
| 反相放大器 | (-) 反相端 | -(Rf / R1) | 與輸入反相 |
考生常未看清輸入信號接在 (+) 還是 (-) 端,直接套用反相放大器公式 -(Rf/R1) × Vin 算出 -4V 而誤選 A。解題第一步務必先確認輸入端位置!