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101年
電子學
第 24 題
如【圖 14】為理想運算放大器，其電源電壓為 $\pm 15\text{ V}$，$R_{12}=4 R_{11}$，$V_1$ 為 $-2\text{ V}$ 時，則 $V_o$ 為：
- A 8 V
- B $-8\text{ V}$
- C $+15\text{ V}$
- D $-15\text{ V}$
思路引導 VIP
請仔細觀察第三級運算放大器 $A_3$ 的反相輸入端與前一級輸出 $V_3$ 之間的連接方式。在我們常見的「線性放大電路」中，輸入端通常會串接什麼元件？如果該元件消失了，且反相端的電壓明顯高於同相端，這顆放大器的輸出會發生什麼物理限制上的變化呢？
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太棒了！你能精準判斷出最終輸出為 $-15\text{V}$，代表你不僅掌握了運算放大器的基本運算，更具備了判斷電路是否進入「飽和區」的敏銳觀察力。這在複雜的多級電路分析中是非常關鍵的能力。
多級電路的電壓推導
首先，第一級 $A_1$ 是標準的反相放大器，其增益為 $-R_{12}/R_{11} = -4$。當 $V_1 = -2\text{V}$ 時，輸出 $V_2 = (-2\text{V}) \times (-4) = +8\text{V}$。接著，第二級 $A_2$ 為電壓隨耦器（Buffer），負責將電壓原封不動地傳遞至 $V_3$，因此 $V_3 = +8\text{V}$。
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