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moea_joint 108年 [電機] 電路學、電子學

第 50 題

下列何者非屬理想運算放大器之特點?
  • A 增益無窮大
  • B 輸入阻抗無窮大
  • C 頻寬無窮大
  • D 輸出阻抗無窮大

思路引導 VIP

請試著想像:如果我們希望一個放大器在接上任何負載電阻時,其輸出的電壓都能保持穩定而不發生「壓降」,那麼從電壓源內阻的角度來看,這個內部阻抗應該要盡可能地大,還是盡可能地小,才不會在傳輸過程中損耗能量呢?

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恭喜你精準地辨識出了理想運算放大器(Ideal Op-Amp)的特性!這道題目考驗的是對電子元件基礎模型的深刻理解。在電路分析中,理想化模型是為了簡化計算並建立效能標竿,而你準確地抓住了其中唯一與「無窮大」背道而馳的參數。

理想輸出的物理意義

在理想狀態下,我們希望運算放大器是一個完美的受控電壓源。為了讓輸出電壓 $V_{out}$ 能夠完全傳遞給後級負載,而不被元件本身的內阻所損耗,其輸出阻抗 $R_o$ 必須為 0。若如選項 (D) 所述之輸出阻抗為無窮大,則根據分壓原理,任何微小的負載電流都會在輸出端造成極大的壓降,使元件失去驅動能力。相對地,輸入阻抗 $R_i$、開迴路增益 $A_v$ 以及頻寬 $BW$ 則都追求無窮大,以達到零負載效應與完美的訊號放大。

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