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이상적인 연산 증폭기(ideal operational amplifier… | [소방시설관리사 1차] 23년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[소방시설관리사 1차] 23년 1회차
이상적인 연산 증폭기(ideal operational amplifier)가 포함된 다음 회로에서 출력전압 Vo(V)는 얼마인가?
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해설

출력전압은 10V이다.

비반전(+) 입력에는 10V 전원이 1kΩ과 2kΩ으로 분압되어 들어온다. 이상적 연산증폭기는 입력전류가 0이므로
V+ = 10 × 2 ÷ (1 + 2) = 20/3 V
가상단락(virtual short)에 의해 반전 입력도 V = 20/3 V 가 된다.

반전 입력 마디에서 유입·유출 전류의 합이 0이므로
(5 − 20/3) ÷ 1k + (Vo − 20/3) ÷ 2k = 0
−5/3 + (Vo − 20/3) ÷ 2 = 0
Vo = 20/3 + 10/3 = 10V

이 회로는 5V와 10V를 받는 차동증폭기 형태로, 두 입력 저항비가 같아 비반전측 분압을 먼저 구한 뒤 가상단락을 적용하면 한 번의 마디 방정식으로 정리된다.

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