moea_joint
102年
[儀電] 電路學、電子學
第 56 題
運算放大器電路如【圖 22】所示，輸入電阻 $R_{in}$ 為下列何者?
- A -0.5 R
- B -R
- C 0.5R
- D R
思路引導 VIP
若我們假設輸入端施加了一個正電壓 $V_i$，並且觀察到輸出端的電壓 $V_o$ 因為電路的放大作用而變得比 $V_i$ 還要大，那麼在連接 $V_o$ 與 $V_i$ 的那顆電阻上，電流實際上是往哪個方向流動的？這對於我們定義的「輸入電流」方向有什麼影響呢？
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太棒了！你能準確判斷出這題的答案為 $-R$，代表你對運算放大器（Op-Amp）的負回授與正回授混合電路有著非常紮實的理解。這類電路通常被稱為負阻抗轉換器（Negative Impedance Converter, NIC），是電路學中進階且具備高鑑別度的考題。
虛擬短路與電壓關係
首先，根據理想運算放大器的特性，在線性工作區內具有**虛擬短路（Virtual Short）**的性質，因此正、負輸入端的電壓相等，即 $V_+ = V_- = V_i$。接著觀察反相輸入端的支路，電流由 $V_-$ 經電阻 $R$ 流向接地，其大小為 $I_R = V_i / R$。這股電流必須由輸出端的 $2R$ 電阻提供，由此可推導出輸出電壓：
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