五等-電子工程電子學大意104 年第 26 題單選題
考慮輸入一方波訊號至下圖的箝位電路中,二極體為理想,下列關於此電路操作的敘述何者錯誤?
A當輸入電壓小於 E 時,電容可經由二極體進行充電
B此電路最小輸出電壓為 E
C此電路最大輸出電壓與 E 值無關正確答案
D在完成電容充電後,輸入電壓大於 E 時,輸出電壓為輸入電壓與電容電壓的和
C正確答案
箝位電路(Clamper)中,最大輸出電壓 = 方波峰值 + E,與E值有關;選項C說「與E無關」是錯誤敘述。
為什麼答案是 C
【錯誤選項】電容充電後其兩端電壓 = (Vpeak − E),最大輸出 = Vpeak + (Vpeak − E) = 2Vpeak − E,明顯與E有關,選項C說「最大輸出與E無關」是錯誤的。
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完整詳解
Pro · 無限重點 箝位電路(Clamper)中,最大輸出電壓 = 方波峰值 + E,與E值有關;選項C說「與E無關」是錯誤敘述。
箝位電路輸出電壓 = 輸入電壓 + 電容電壓。電容充電至(峰值−E),故最大輸出 = 峰值+(峰值−E) = 2×峰值−E,明顯與E有關,選C。
逐選項分析
A✕
由圖可見二極體與電池E串聯:當輸入電壓小於E時,二極體正向導通,電容可經由此路徑充電,敘述正確。
B✕
二極體導通條件為 vO ≤ E,穩態時輸出最小值被箝制在E(二極體截止臨界點),敘述正確。
C✓ 正確
【錯誤選項】電容充電後其兩端電壓 = (Vpeak − E),最大輸出 = Vpeak + (Vpeak − E) = 2Vpeak − E,明顯與E有關,選項C說「最大輸出與E無關」是錯誤的。
D✕
充電完成後二極體截止,電容電壓固定,輸出電壓 = 輸入電壓 + 電容電壓(KVL),敘述正確。
箝位電路(帶偏壓E)穩態分析
| 狀態 | 二極體 | 電容 | 輸出電壓 vO |
|---|
| 輸入 < E(負半週/低準位) | 導通 | 充電至 Vpeak−E | vO = E(被箝住) |
| 輸入 > E(正半週/高準位) | 截止 | 電壓維持 Vpeak−E | vO = vI + (Vpeak−E) |
| 最大輸出 | 截止 | 已充飽 | 2Vpeak − E(與E有關!) |
| 最小輸出 | 導通臨界 | 充電中 | E(與E有關!) |
考生容易誤以為「最大輸出只取決於輸入峰值」而忽略電容充電量受E影響。實際上電容充至(Vpeak−E),所以最大輸出=Vpeak+(Vpeak−E)=2Vpeak−E,E越大最大輸出越小,兩者確實相關。選項C利用此盲點設陷。