初考-電子工程電子學大意110 年第 3 題單選題
如圖所示為運算放大器電路,若要消除該運算放大器自身輸入偏壓電流(input bias current)對輸出電壓的影響,試求電路上的電阻 R =?
A5 kΩ
B10 kΩ正確答案
C15 kΩ
D20 kΩ
B正確答案
消除運算放大器輸入偏壓電流影響的關鍵,是讓兩輸入端看出去的直流等效電阻相等。因輸入端有電容阻隔直流,反相端直流電阻僅剩回授電阻 10kΩ,故 R 應為 10kΩ。
為什麼答案是 B
正確。計算輸入偏壓電流影響需作直流分析。直流時電容 C 開路,反相端看出去的直流等效電阻僅剩回授電阻 10kΩ。為消除影響,非反相端電阻 R 需等於反相端直流等效電阻,故 R = 10kΩ。
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完整詳解
Pro · 無限重點 消除運算放大器輸入偏壓電流影響的關鍵,是讓兩輸入端看出去的直流等效電阻相等。因輸入端有電容阻隔直流,反相端直流電阻僅剩回授電阻 10kΩ,故 R 應為 10kΩ。
直流分析下電容視為開路,反相端等效電阻僅剩回授電阻 10kΩ。令非反相端電阻 R = 反相端等效電阻,秒解 R = 10kΩ。
逐選項分析
A✕ 陷阱
錯誤。若忽略電容 C 的直流阻隔作用,死背公式 R = R1 // Rf,會算出 10k // 10k = 5kΩ,這是本題精心設計的最大陷阱。
B✓ 正確
正確。計算輸入偏壓電流影響需作直流分析。直流時電容 C 開路,反相端看出去的直流等效電阻僅剩回授電阻 10kΩ。為消除影響,非反相端電阻 R 需等於反相端直流等效電阻,故 R = 10kΩ。
C✕
錯誤。15kΩ 為無意義之干擾選項,不符合電阻匹配原則。
D✕
錯誤。20kΩ 為誤將輸入電阻與回授電阻直接相加之結果,完全不符合直流等效電阻之計算邏輯。
消除輸入偏壓電流影響之電阻匹配
| 端點 | 直流等效電阻 | 計算說明 |
|---|
| 反相端 (-) | 10 kΩ | 電容 C 阻隔直流,輸入端 10kΩ 斷路,僅剩回授電阻 10 kΩ |
| 非反相端 (+) | R | 直接接地之電阻 R |
| 匹配條件 | R = 10 kΩ | 兩端直流等效電阻必須相等 (R+ = R-) |
最大的陷阱在於死背公式「補償電阻 = 輸入電阻 // 回授電阻」。本題輸入端串聯了電容 C,在計算直流偏壓時電容視為開路,因此輸入電阻 10kΩ 不在直流路徑上,絕對不能拿來並聯!