五等-電子工程電子學大意112 年第 19 題單選題
如圖包含二極體(D1)與稽納二極體(D2)之截波電路,D1 與 D2 在順向導通時視為理想,此截波電路輸出信號最高電壓 V1 與最低電壓 V2 分別為何?
AV1=10 V, V2=-5 V
BV1=10 V, V2=0 V
C$\mathrm{V}1 = 0\mathrm{V}$ , $\mathrm{V}2 = -10\mathrm{V}$
DV1=5 V, V2=-10 V正確答案
D正確答案
D1(理想二極體)+D2(5V稽納)串聯截波:正半週被稽納5V夾頂,負半週被D1反向截止夾底在-10V(但實際底部為輸入最負值),V1=5V、V2=-10V
為什麼答案是 D
正半週Vin>0:D1順偏(理想,壓降0V),D2稽納反向崩潰穩壓在5V,故Vo被夾頂在5V。負半週Vin<0:D1反偏截止,電路開路,Vo=Vin,最低達-10V(峰值)。V1=5V,V2=-10V正確。
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完整詳解
Pro · 無限重點 D1(理想二極體)+D2(5V稽納)串聯截波:正半週被稽納5V夾頂,負半週被D1反向截止夾底在-10V(但實際底部為輸入最負值),V1=5V、V2=-10V
正半週:Vin>0時D1順偏,D2稽納反向崩潰夾在5V → Vo最高=5V。負半週:Vin<0時D1反偏截止,Vo=Vin最低=-10V。答案D。
逐選項分析
A✕ 陷阱
V1=10V誤以為正半週完全通過;V2=-5V混淆了稽納電壓方向。正半週被D2稽納夾在5V,而非10V通過。
B✕
V2=0V誤以為D1反偏時Vo被夾在0V,但D1理想截止時Vo直接等於Vin(無接地路徑),負半週Vo可到-10V。
C✕
V1=0V完全錯誤。正半週D1順偏+D2稽納崩潰,Vo被夾在+5V而非0V。整體方向判斷相反。
D✓ 正確
正半週Vin>0:D1順偏(理想,壓降0V),D2稽納反向崩潰穩壓在5V,故Vo被夾頂在5V。負半週Vin<0:D1反偏截止,電路開路,Vo=Vin,最低達-10V(峰值)。V1=5V,V2=-10V正確。
D1+D2截波電路兩個半週分析
| 半週 | D1狀態 | D2狀態 | Vo值 | 限制元件 |
|---|
| 正半週 (Vin>0) | 順偏導通(理想壓降=0) | 反向崩潰(稽納5V) | 夾在 +5 V | D2稽納電壓 |
| 負半週 (Vin<0) | 反偏截止(開路) | 不導通 | = Vin,最低 -10 V | 無截波,跟隨輸入 |
最常見陷阱:以為D1順偏時Vo會等於Vin峰值10V(忘了D2稽納在反向會崩潰限壓到5V);或以為負半週D1截止時Vo被夾在0V(實際上截止=開路,Vo直接等於Vin,無夾位效果)。要先判斷每個半週各元件的偏壓狀態再決定Vo。