初考-電子工程電子學大意106 年第 20 題單選題
如圖所示之電路包含三個串接的二極體及兩個串接電阻,若VIN 為 10 V 且二極體的開啟電壓(turn-on voltage)為 0.8 V,求 VOUT?
A2.4 V
B6.2 V正確答案
C10 V
D12.4 V
B正確答案
串聯二極體與電阻電路求節點電壓。先扣除二極體總壓降求出迴路電流,再由電源端或接地端推算 VOUT 節點電壓。
為什麼答案是 B
迴路總電阻 2kΩ,總二極體壓降 2.4V。電流 I=(10-2.4)/2k=3.8mA。VOUT=10-3.8m×1k=6.2V。
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完整詳解
Pro · 無限重點 串聯二極體與電阻電路求節點電壓。先扣除二極體總壓降求出迴路電流,再由電源端或接地端推算 VOUT 節點電壓。
總壓降 3×0.8=2.4V。電流 I=(10-2.4)/2kΩ=3.8mA。VOUT=10-3.8mA×1kΩ=6.2V。
逐選項分析
A✕ 陷阱
只計算三個二極體的總順向壓降 (3×0.8V=2.4V),完全忽略了下方 1kΩ 電阻也會分壓,是典型漏算陷阱。
B✓ 正確
迴路總電阻 2kΩ,總二極體壓降 2.4V。電流 I=(10-2.4)/2k=3.8mA。VOUT=10-3.8m×1k=6.2V。
C✕
誤以為電路無電流或無壓降,直接將 VOUT 等同於 VIN。實際上電阻與二極體皆會產生壓降。
D✕
計算邏輯完全錯誤,可能是將電源電壓與二極體壓降錯誤相加 (10+2.4=12.4V),違反克希荷夫電壓定律。
電路節點電壓計算
| 計算項目 | 公式/說明 | 數值 |
|---|
| 二極體總壓降 | 3 × 0.8 V | 2.4 V |
| 迴路電流 I | (10 V - 2.4 V) / 2 kΩ | 3.8 mA |
| VOUT (由上算) | 10 V - (3.8 mA × 1 kΩ) | 6.2 V |
| VOUT (由下算) | (3.8 mA × 1 kΩ) + 2.4 V | 6.2 V |
考生常看到三個二極體就直接選 3×0.8=2.4V (選項A)。必須記住 VOUT 是「中間節點」,下方還有 1kΩ 電阻會產生 3.8V 壓降,兩者相加才是正確節點電壓。