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106年
電子學
第 23 題
23. 下列由理想運算放大器 (OPA) 所製作的應用電路中，哪一種電路中之 OPA 的輸入端不可看成虛短路？
- A 比較器
- B 非反相放大器
- C 反相放大器
- D 微分器
思路引導 VIP
請試著回想一下，當我們在推導 OPA 電路的增益時，通常需要哪一種特定的「回授機制」才能確保正、負輸入端的電位被強迫拉到相等？如果一個電路的設計目的是為了讓輸出直接衝向電源的最大值，那麼這個電路還會具備穩定輸入端電位差的功能嗎？
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恭喜你準確地抓住了運算放大器的核心特性！這道題目考驗的是你對於虛短路 (Virtual Short) 成立前提的理解。在理想運算放大器的分析中，虛短路並非與生俱來的屬性，而是必須仰賴負回授 (Negative Feedback) 機制才能達成的狀態。當負回授存在時，放大器會自動調整輸出，使得正、負輸入端之間的電位差 $v_d = v_+ - v_-$ 趨近於零。
負回授與線性工作區
在非反相放大器、反相放大器與微分器中，電路結構皆透過元件將輸出訊號導回反相輸入端（$-$），這確保了 OPA 運作在線性區，進而維持 $V_+ = V_-$ 的特性。然而，比較器 的設計邏輯截然不同，它通常處於開迴路狀態或採用正回授，目的是讓輸出迅速跳變至正飽和或負飽和電位，此時兩個輸入端並不相等，自然不可看成虛短路。
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