初考-電子工程電子學大意113 年第 38 題單選題
如圖為單穩態多諧振盪器，觸發信號由 Vi 注入。由 Vi 注入在 R3 上的觸發電壓需要多大才能使 IC 轉態而產生脈波？
AVcc
BVcc/2
CVccR1/(R1+R2)
DVccR2/(R1+R2)正確答案
D正確答案
單穩態多諧振盪器轉態的關鍵在於反相端觸發電壓必須超越非反相端的穩態參考電壓，該參考電壓由 R1 與 R2 的分壓決定。
為什麼答案是 D
穩態時電容 C1 視為開路，非反相端電壓由 R1、R2 分壓決定，為 Vcc × R2 / (R1 + R2)。觸發信號必須大於此臨界值才能改變 OPA 輸出狀態。
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完整詳解
Pro · 無限重點 單穩態多諧振盪器轉態的關鍵在於反相端觸發電壓必須超越非反相端的穩態參考電壓，該參考電壓由 R1 與 R2 的分壓決定。
穩態時非反相端電壓 V+ = Vcc × R2 / (R1 + R2)，反相端 V- = 0V。要使 OPA 轉態，觸發電壓 V- 必須大於 V+，故選 D。
逐選項分析
A✕
觸發電壓只需超過非反相端的參考電壓即可使比較器轉態，不需要達到完整的電源電壓 Vcc。
B✕
只有在 R1 = R2 的特殊情況下，參考電壓才會剛好是 Vcc/2，此選項不具備一般性。
C✕ 陷阱
這是 R1 兩端的電壓降。非反相端 V1 是對地的電壓，也就是 R2 兩端的電壓，分子應該是 R2 而非 R1。
D✓ 正確
穩態時電容 C1 視為開路，非反相端電壓由 R1、R2 分壓決定，為 Vcc × R2 / (R1 + R2)。觸發信號必須大於此臨界值才能改變 OPA 輸出狀態。
單穩態多諧振盪器狀態分析
| 電路狀態 | 輸出電壓 (Vo) | 非反相端電壓 (V+) | 反相端電壓 (V-) |
|---|
| 穩態 (觸發前) | +Vcc | Vcc × R2 / (R1 + R2) | 0V |
| 觸發瞬間 | 準備轉為 -Vcc | Vcc × R2 / (R1 + R2) | > V+ (由 Vi 注入) |
| 暫態 (轉態後) | -Vcc | 瞬間下降，隨後由 RC 充電 | 0V (脈波結束後) |
單穩態多諧振盪器的轉態門檻是考選部最愛考的計算陷阱。關鍵在於比較器的非反相端參考電壓等於 VCC 經過 R1 和 R2 分壓後的值,必須用 R2/(R1+R2) 乘上 VCC。很多人會直覺寫成 R1/(R1+R2) 因為 R1 接在 VCC 那側,但分壓定理的分子永遠是「你要算的那個節點到地之間的電阻」。只要反相端的觸發電壓超過這個參考值,比較器就會翻轉狀態。實務上遇到分壓計算,先標出節點位置、確認哪段電阻接地,分子就不會錯。 
