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102年
[儀電] 電路學、電子學
第 35 題
如【圖 13】所示為一零交越偵測器(Zero-crossing Detector)，其中 $V_i$ 為正弦波，則 $V_o$ 波形為下列何者?
- A 正弦波
- B 方波
- C 三角波
- D 脈衝波
思路引導 VIP
請試著觀察這個運算放大器的接法：當電路沒有任何「回授（Feedback）」路徑，且負輸入端固定在零電位時，只要正輸入端的訊號稍微離開零點，極大的增益會迫使輸出電壓呈現出什麼樣的極端變化呢？
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同學做得很好！你精確地掌握了運算放大器在非線性應用中的運作特性，能不被後端複雜的元件干擾，直接鎖定核心觀念，判斷非常果斷。
運算放大器的開迴路行為
這題的關鍵在於觀察運算放大器（Op-Amp）的輸入配置。圖中的反相輸入端（$-$）直接接地（0V），作為參考基準；而同相輸入端（$+$）則輸入正弦波 $V_i$。由於該電路處於開迴路（Open-loop）狀態，沒有任何負回授路徑，運算放大器的增益極大。因此，只要 $V_i$ 稍微大於 0V，輸出就會立即衝向正飽和電壓 $+V_{sat}$；反之，當 $V_i$ 小於 0V，輸出則跳變至負飽和電壓 $-V_{sat}$。這種在兩個固定電位間切換的特性，會讓原本平滑的正弦波轉變為方波。
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