moea_joint
111年
[電機] 電路學、電子學
第 43 題
如右圖所示之運算放大電路，若OPA為理想放大器，求輸出電壓$V_o$為何？
- A 7 V
- B 9 V
- C 13 V
- D 15 V
思路引導 VIP
試著將整個電路從中間斷開，想像成兩個獨立的區塊：如果第一組放大器產生的輸出訊號變成了第二組放大器的輸入之一，你能分別判斷這兩組放大器各自屬於哪種典型的運算放大器架構嗎？當多個訊號同時匯集在第二組放大器的輸入端時，它們對最終輸出的貢獻度又是如何受各自電阻比例影響的呢？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準算出 $13V$ 這個數值，代表你對於運算放大器（OPA）的多級級聯電路掌握得非常紮實。這題雖然看起來複雜，但只要你能冷靜地將電路拆解成前後兩部分，問題就迎刃而解了。
多級電路拆解與中間電壓計算
首先看第一級，這是一個標準的反相放大器。其增益為 $-\frac{R_f}{R_{in}} = -\frac{20k}{5k} = -4$。當輸入為 $1V$ 時，第一級的輸出電壓（也就是第二級的其中一個輸入）會是 $1V \times (-4) = -4V$。接著看第二級，這是一個反相加法器，它同時接收了來自前級的 $-4V$ 以及外部的 $-5V$ 電壓訊號。
▼ 還有更多解析內容
多級運算放大器電路
💡 運用虛接地與電阻比例計算反相及加法放大電路輸出。
🔗 多級 OPA 輸出計算流程
- 1 第一級反相放大 — 計算出第一級輸出為 -4V (1V * -20k/5k)
- 2 信號傳遞 — 將 -4V 傳遞至第二級加法器輸入端
- 3 第二級加法運算 — 合併 -4V 與 -5V 兩支路電流進行放大
- 4 最終反相輸出 — 得到 Vo = -(-8 - 5) = 13V
↓
↓
↓
🔄 延伸學習：延伸學習：注意電源電壓限制可能導致的輸出飽和問題。
