浅谈集成运算放大器的解题策略

张伟

【摘要】 集成运算放大器是《电子线路》课程中一种非常重要的放大器，学习分析它的性能至关重要。文章采用个案调查法和内容分析法，找到学生解题存在的问题，通过高考试题总结解决集成运算放大器题型的解题策略。

【关键词】 仔细审题 深挖条件 规范答题

《电子线路》课程是电工电子专业的一门很重要的专业基础课程，其中包括模拟电路和数字电路两个部分，而集成运算放大器是模拟电路的一个放大器，它内部是直接耦合高放大倍数的放大器，要解决这类题型，要运用大量的计算公式，其中还会运用到《电工基础》课程的知识点，让很多学生望而生畏，在习题的类型中，特别是计算题方面更是学生一个薄弱的环节。不论是平时的练习还是考试时，大部分学生都弃之不理，一片空白。为什么会有这种现象呢？我制作了一些问卷，对在校的电工电子专业的学生进行调查研究，发现，大部分学生虽然知道集成运算放大器的“虚短”和“虚断”这两个特点，但是利用这两个特点如何分析电路？怎样能正确地找出集成运算放大器的输出电压与输入电压的关系？集成运算放大器解题的策略又是什么呢？为此，我来谈谈自己一点不成熟的解题策略。

第一：仔细读题，巧用虚短和虚断这两个条件解题。

爱因斯坦曾经说过：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要”，所以读懂一道题比做出一道题更重要，静心读题是做好计算题的前提条件，同时弄清题意，明确题中的条件。我们来看2011年高考试题：如下图所示，A1、A2为理想运算放大器，各电阻值如图所示。

（1）当IS=0时，写出Uo1与US之间的关系式。

（2）当US=0时，写出Uo1与IS之间的关系式。

（3）当US=4V、IS=100μA时，计算Uo1与Uo的值。

读题是一定要把虚断和虚短两个特点运用到解题中来，第一问是当IS=0时，写出Uo1与US之间的关系式。而当IS=0时，再利用A1的同相端电流也为0，所以电阻R4上的电流也为0，从而能求出A1同相端的电位，V+=V-=0，这个电路就变成了反相输入比例电路，现在可以运用反相输入比例电路的计算公式，从而就能写出Uo1与US之间的关系式即：U01=- US，所以在解题前一定对已知条件仔细分析，对于解题非常重要。

第二： 深入分析，挖掘隐含条件转变成已知条件解题。

读题之后要深入分析，根据题意找到不变的已知量，选择合适的电流和电压公式，从而建立等量关系式，最后将挖掘的已知量带入公式，进一步推导出题中要求的计算式。上面2011年高考试题的第二问：当US=0时，写出Uo1与IS之间的关系式？深入分析当US=0时 意味着电压源被短路，即：电阻R1的左端接地，我们利用集成运算放大器的虚短，算出同相端和反相端电位为V+=V-=IS*R4=10IS，接着我们利用集成运算放大器的虚断，知道通过电阻R1和电阻R2的电流相等，即：（0-10Is）/R1=（10Is-U01） /R2，进行计算后得到U01=20Is。计算题的综合性很强，往往题中的条件比较隐蔽，求解时不是那么容易，因此要通过深入分析，挖掘题目中的隐含条件。另外在分析部分计算题时，思路不清晰，有时找不到等量关系时，不要吊死在一棵树上，可以换一种角度去分析题意，这样做对于正确地解题有很大的帮助。

第三：书写规范，细心计算进行解题。

有句话说：细节决定成败。在解答计算题时，一些细节往往导致你失败，经常出现的错误是：抄错数据、看错已知条件、漏个已知条件等，其实这些都属于分智力因素引起的错误。为了预防这些不该出现的错误，最好的策略就是解题时一定要规范答题。首先：把虚短的公式即：V+=V-写出来，利用题目中给出的已知条件深入分析，求出同相端和反相端的电位，然后再把虚短的公式即：Ii=0写出来，利用《电工基础》的基尔霍夫定律写成电流的计算公式，写这些并不耽误你解题的速度与时间，一定要走出这个误区，好多学生都这么认为做会浪费时间，其实“磨刀不误砍柴工”，写成虚短和虚断的公式是帮你分析题意的过程，对整个题目再一次分析与归纳，不易漏掉某个条件。其次：将数据带入相应公式时，要将单位统一后一并带入。公式书写一定规范，尤其是电阻的单位一定要注意，一般的电路电阻的单位是千欧，但是有时也会出现欧姆，所以计算出来的电流会是安培和毫安。最后：在课堂上一定要杜绝学生用计算器，这个教辅工具直接导致学生计算能力下降的主导因素，即使很简单的计算，学生动不动就借助它，如果控制不好计算器的使用，学生的计算过能力会越来越差。因此，最近几年的高考结束时学生答题感觉良好，在答案揭晓时，却与之相反。

综上所述， 集成运算放大器的解题策略可以归纳为这样几个关键字：仔细审题，深挖条件，规范答题。