高考申論題
112年
[電力工程] 電子學
第 一 題
📖 題組：
圖二為一個使用 2 個運算放大器（operational amplifier, op amp）的權重加法器（weighted summer）電路。在此電路中，R1 = 100 kΩ、R2 = 100 kΩ、Ra = 400 kΩ、Rb = 150 kΩ、Rc = 300 kΩ。（每小題 10 分，共 20 分）
圖二為一個使用 2 個運算放大器（operational amplifier, op amp）的權重加法器（weighted summer）電路。在此電路中，R1 = 100 kΩ、R2 = 100 kΩ、Ra = 400 kΩ、Rb = 150 kΩ、Rc = 300 kΩ。（每小題 10 分，共 20 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
如果這 2 個運算放大器均為理想放大器，請計算 vo。
思路引導 VIP
看到多級運算放大器電路，應先利用『分級分析』的觀念，由輸入端向輸出端逐級拆解。接著運用理想運算放大器的『虛短路（Virtual Short）』與『虛斷路（Virtual Open）』特性，在各 OPA 的反相輸入端列出 KCL 方程式，先求出中間級輸出電壓，再代入下一級即可求得最終輸出結果。
小題 (二)
如果這 2 個運算放大器的增益 A 均為 500，且輸入阻抗均為無限大，請計算 vo。
思路引導 VIP
本題考查考慮有限增益 $A$ 時的非理想運算放大器電路分析。解題關鍵在於不可使用『虛擬短路（Virtual Short）』假設，而是利用 $v_o = A(v_+ - v_-)$ 的關係式，分別於兩級運算放大器的反相輸入端列出 KCL 節點方程式進行嚴謹推導。