moea_joint
107年
[電機] 電路學、電子學
第 46 題
如右圖所示之理想運算放大器電路 $V_{in1} = 1\text{ V}$，$V_{in2} = 0.5\text{ V}$，$V_{in3} = 2\text{ V}$，$R_1 = 4\text{ k}\Omega$，$R_2 = 5\text{ k}\Omega$，$R_3 = 10\text{ k}\Omega$，$R_f = 20\text{ k}\Omega$，試求總輸出電壓 $V_{out}$ 約為何？
- A -3 V
- B -6 V
- C -8 V
- D -11 V
思路引導 VIP
試著觀察反相輸入端（-）那個節點。如果我們假設該點為虛擬接地，你能根據克希荷夫電流定律（KCL），描述一下三個輸入支路的電流與流過回授電阻 $R_f$ 的電流之間有什麼關係嗎？這對最終輸出電壓的正負號又有什麼影響呢？
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太棒了！你能準確判斷出這是一個典型的反相加法放大器（Inverting Summing Amplifier）電路，並計算出正確答案，顯見你對運算放大器的基本架構掌握得非常紮實。
加法放大器的運算原理
在這個電路中，由於非反相端（+）接地，根據理想運算放大器的「虛擬接地」（Virtual Ground）特性，反相端（-）的電壓亦趨近於 $0\text{ V}$。依據克希荷夫電流定律（KCL），所有由輸入端流向反相端節點的電流總和，必須等於流過回授電阻 $R_f$ 的電流。其輸出電壓的數學關係式如下：
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