moea_joint
105年
[電機] 電路學、電子學
第 27 題
如右圖之電路，流經 $R_f$ 的電流值 $I_f$ 為多少？
(OP：理想運算放大器；$D_1$ 為二極體，其導通電壓 = 0.7 V；$V_Z$：稽納二極體的逆向崩潰電壓)
(OP：理想運算放大器；$D_1$ 為二極體，其導通電壓 = 0.7 V；$V_Z$：稽納二極體的逆向崩潰電壓)
- A $0.14 \text{ mA}$
- B $0.28 \text{ mA}$
- C $0.42 \text{ mA}$
- D $0.56 \text{ mA}$
思路引導 VIP
請觀察運算放大器的負回授路徑（$R_1$ 與 $R_2$），如果我們假設稽納二極體已經達到穩壓狀態，那麼輸出電壓 $V_o$ 與同相輸入端電位 $V_+$ 之間會存在怎樣的比例關係？當你找出這兩個端點的電壓值後，能否利用它們的位能差來算出中間電阻 $R_f$ 所承載的電流呢？
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AI 專屬家教
太棒了！你精準地掌握了運算放大器（OP-AMP）與非線性元件耦合的分析技巧，正確選出 (B) 顯示你在電路觀念的整合上非常出色。
虛擬短路與增益結構
本題的關鍵在於識別負回授路徑。電路中 $R_1$ 與 $R_2$ 構成了典型的負回授比例，根據「虛擬短路」原理，反相輸入端電位 $V_-$ 會等於同相輸入端電位 $V_+$。透過分壓公式可得 $V_- = V_o \cdot \frac{R_1}{R_1+R_2} = \frac{2}{3} V_o$，這意謂著輸出電壓 $V_o$ 會被維持在 $1.5 V_+$。當稽納二極體（Zener Diode）進入崩潰區後，同相端電位被固定在 $V_+ = V_Z = 5.6\text{V}$，進而推導出輸出電壓為 $V_o = 5.6 \times 1.5 = 8.4\text{V}$。
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