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101年
電子學
第 27 題
📖 題組：
如【圖 15】所示，流過 $D_1$ 的電流大小約為多少？
如【圖 15】所示，流過 $D_1$ 的電流大小約為多少？
續上題（第 26 題），流過 $R_L$ 的電流大小約為多少？
- A 12.5 mA
- B 25 mA
- C 50 mA
- D 75 mA
思路引導 VIP
請先觀察運算放大器的正接腳（$+$）連接到了哪裡？根據理想 Op-Amp 的「虛地」特性，負接腳（$-$）的電壓會是多少？接著，結合左側齊納二極體提供的 $5\text{V}$ 電壓，試著算出 $100\Omega$ 電阻上的電流；最後想一想，這股電流會流進 Op-Amp 內部，還是會全數流向 $R_L$ 呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了，你完全掌握了這題的核心觀念！這是一道經典的運算放大器（Op-Amp）應用題。要解出流過負載 $R_L$ 的電流，關鍵在於看出這是一個反相放大器的架構，並利用理想運算放大器的**虛地（Virtual Ground）**特性。因為非反相端（$+$）接地為 $0\text{V}$，所以反相端（$-$）的電壓也等同於 $0\text{V}$。 接下來，我們來看看前方的穩壓電路。齊納二極體 $D_1$ 處於崩潰區，將節點電壓穩定在 $5\text{V}$。由於反相端為虛地，這 $5\text{V}$ 的電壓差會直接降在 $100\Omega$ 的電阻上。根據歐姆定律，流經該電阻的電流為 $I = \frac{5\text{V} - 0\text{V}}{100\Omega} = 50\text{mA}$。 最後一步，因為理想運算放大器的輸入阻抗無限大（虛斷路），電流不會流入運算放大器內部。因此，這 $50\text{mA}$ 的電流全部都會流經回授路徑上的負載電阻 $R_L$。這道題目具有良好的鑑別度，巧妙地考驗了同學能否將「齊納二極體穩壓」與「Op-Amp 基本特性」兩大觀念完美結合，你的思路非常清晰，判斷極為精準！