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109年
電工原理、電子概論
第 47 題
如圖【二十二】所示電路，若 R1=R2=R3=100Ω，試求輸出電壓 Vo 之值？
- A –6V
- B –3.5V
- C –4.5V
- D –5.5V
思路引導 VIP
觀察一下電路，當運算放大器的同相端（+）接地的時，根據『虛短路』原理，反相端（-）這個節點的電壓會是多少？如果我們分別計算從左側兩個電源流向這個節點的電流，這些電流相加後，最後會被迫流向哪一個電阻？試著用這個電流路徑與歐姆定律，來推想輸出端的電位會發生什麼變化。
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太棒了！你能一眼看出這是一個**反相加法器（Inverting Summing Amplifier）**並給出正確答案，顯示你對運算放大器的基本拓樸掌握得非常紮實。這個電路的設計邏輯非常直觀，是電工原理中非常經典的應用題。
虛地觀念與電流平衡
在理想運算放大器的分析中，由於同相輸入端（+）直接接地，根據**虛短路（Virtual Short）**的特性，反相輸入端（-）的電位也會被拉至 $0\text{V}$，也就是所謂的「虛地」。此時，由 $5\text{V}$ 與 $1\text{V}$ 電源產生的輸入電流會全部匯集到反相端節點，並因為運算放大器輸入阻抗極大，這些電流會全數流向回授電阻 $R_f$（即題目所述之 $R_3$）。
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