初考-電子工程電子學大意104 年第 16 題單選題
若 P-N 接面二極體之導通電壓為 0.7 V,且導通電阻值為 0 Ω。則電阻 10 kΩ 上之電流為何?
A0.63 mA
B0.73 mA
C0.83 mA正確答案
D0.93 mA
C正確答案
三個二極體並聯接地,只有順向導通者才會影響節點電壓;最小導通電壓(1V)的二極體決定節點電位,再用歐姆定律求電阻電流。
為什麼答案是 C
圖中三個P-N二極體陽極共接於節點,陰極分別接固定電壓1V、2V、3V。節點電壓由最容易導通(陰極最低)的1V二極體決定:V_node=1+0.7=1.7V。其餘兩顆二極體陽極電壓1.7V<陰極2V及3V,均逆偏不導通。電阻電流I=(10V-1.7V)/10kΩ=8.3/10=0.83mA。
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完整詳解
Pro · 無限重點 三個二極體並聯接地,只有順向導通者才會影響節點電壓;最小導通電壓(1V)的二極體決定節點電位,再用歐姆定律求電阻電流。
三個二極體陽極共接,陰極分別接1V、2V、3V。節點電壓=最低陰極電壓+0.7V=1+0.7=1.7V。電阻電流=(10-1.7)/10kΩ=8.3/10k=0.83mA。
逐選項分析
A✕
若誤用節點電壓=0.7V計算:(10-0.7)/10k=0.93mA,或其他錯誤假設導致0.63mA,均未正確判斷哪顆二極體導通。
B✕
若假設節點電壓=2V+0.7=2.7V,則電流=(10-2.7)/10k=0.73mA,但2V二極體並不會導通(節點電位被1V二極體箝位在1.7V,低於2.7V無法導通)。
C✓ 正確
圖中三個P-N二極體陽極共接於節點,陰極分別接固定電壓1V、2V、3V。節點電壓由最容易導通(陰極最低)的1V二極體決定:V_node=1+0.7=1.7V。其餘兩顆二極體陽極電壓1.7V<陰極2V及3V,均逆偏不導通。電阻電流I=(10V-1.7V)/10kΩ=8.3/10=0.83mA。
D✕ 陷阱
若誤以為節點電壓=0(忽略二極體導通電壓),電流=(10-0)/10k=1mA;或若誤算V_node=0.7V,電流=(10-0.7)/10k≈0.93mA,是最常見的陷阱——忘記加上陰極端的固定電壓1V。
各二極體導通狀態分析(V_node=1.7V)
| 二極體 | 陰極電壓 | 需節點電壓達 | 實際節點電壓 | 狀態 |
|---|
| D1 | 1 V | 1+0.7=1.7 V | 1.7 V | ✅ 剛好導通(箝位者) |
| D2 | 2 V | 2+0.7=2.7 V | 1.7 V | ❌ 逆偏(不導通) |
| D3 | 3 V | 3+0.7=3.7 V | 1.7 V | ❌ 逆偏(不導通) |
最大陷阱是把節點電壓誤算為0.7V(只加導通電壓、忘記陰極接的是1V而非地),導致算出0.93mA選D。務必記住:二極體導通時V_anode = V_cathode + V_forward,陰極不接地時不能直接用0.7V。