下圖為理想運算放大器電路,假設運算放大器的電源電壓為 ±10 V,則電路中 vO 輸出為多少?

A-2 V正確答案
B-1 V
C0 V
D2 V
答案與詳解

第一級:同相端(+)接1V,反相端(-)經10kΩ接地、回授20kΩ。利用虛短路原則,v+(=1V)=v-,反相端電位=1V。流經10kΩ(接地側)電流=(1V-0)/10k=0.1mA(注意:反相端左側10kΩ接地),因此v_O1 = 1V + 0.1mA×20kΩ = 1+2 = 3V。等等,重新看圖:左側10kΩ上端接反相(-)端,下端接地;輸入1V接同相(+)端;回授20kΩ跨接輸出與反相端。虛短路:v-=v+=1V;流入反相端節點:(0-1V)/10k + (v_O1-1V)/20k = 0 → -0.1m + (v_O1-1)/20k=0 → v_O1 = 1+2 = 3V。第二級差動:v+=0(接地),反相端經10kΩ接v_O1(=3V),另10kΩ接-2V,回授20kΩ。虛短路v-=v+=0;節點方程:(3V-0)/10k + (-2V-0)/10k + (v_O-0)/20k = 0 → 0.3m - 0.2m + v_O/20k=0 → v_O = -0.1m×20k = -2V。答案為-2V。
