地特三等申論題
113年
[電力工程] 電子學
第 一 題
📖 題組：
圖一為運算放大器的等效模型，其中輸入為 v1 與 v2，輸出為 v3，假如 Gm = 20 mA/V，R = 5 kΩ，且 μ = 10，(一)請求出開路增益（open-loop gain）大小 A = v3 / (v1 - v2)，（5 分）(二)如果 v2 = 0 V，v3 = 4 V，請求出 v1，差動輸入訊號（vid = v1 - v2）與共模（vicm）訊號。（15 分）
圖一為運算放大器的等效模型，其中輸入為 v1 與 v2，輸出為 v3，假如 Gm = 20 mA/V，R = 5 kΩ，且 μ = 10，(一)請求出開路增益（open-loop gain）大小 A = v3 / (v1 - v2)，（5 分）(二)如果 v2 = 0 V，v3 = 4 V，請求出 v1，差動輸入訊號（vid = v1 - v2）與共模（vicm）訊號。（15 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
請求出開路增益（open-loop gain）大小 A = v3 / (v1 - v2)，（5 分）
思路引導 VIP
考生應首先觀察電路內部結構，運用克希荷夫電流定律 (KCL) 分析內部節點電壓 $v_d$ 與輸入訊號 $v_1$、$v_2$ 的關係，再由輸出端的相依電壓源求出 $v_3$，最後代入公式計算比例即可得解。
小題 (二)
如果 v2 = 0 V，v3 = 4 V，請求出 v1，差動輸入訊號（vid = v1 - v2）與共模（vicm）訊號。（15 分）
思路引導 VIP
看到運算放大器的等效模型，首先需利用克希荷夫電流定律（KCL）分析中間節點，推導出內部電壓與輸入端 v1、v2 的關係式。接著再透過相依電壓源求出輸出電壓 v3，獲得整體電壓增益，最後將題意給定的電壓值代入，並運用差動與共模訊號的基本定義即可依序解出答案。