鐵路人員考試高員三級-電子工程電子學大意109 年第 15 題單選題
下圖中,va(t)=5sin(10t) 伏特,vb(t)=6sin(10t) 伏特,vc(t)=7sin(10t) 伏特,各二極體之導通電壓皆為 0.7 V,導通電阻為 0 Ω,則電阻 R 之最大電流為何?
A3.3 mA
B4.3 mA
C5.3 mA
D6.3 mA正確答案
D正確答案
由圖可知電阻 R = 1kΩ,本電路為最大值選擇電路(OR閘),輸出電壓由最大的輸入電壓決定。最大峰值為7V,扣除二極體壓降0.7V後除以電阻即為最大電流。
為什麼答案是 D
由圖可知電阻 R = 1kΩ,三個二極體陰極共接,陽極電壓最高者會導通並使其他二極體逆偏。最大輸入電壓為 vc 的峰值 7V,此時輸出電壓最大為 7V - 0.7V = 6.3V,最大電流為 6.3V / 1kΩ = 6.3mA。
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完整詳解
Pro · 無限重點 由圖可知電阻 R = 1kΩ,本電路為最大值選擇電路(OR閘),輸出電壓由最大的輸入電壓決定。最大峰值為7V,扣除二極體壓降0.7V後除以電阻即為最大電流。
由圖可知電阻 R = 1kΩ,找最大輸入峰值 7V,減去二極體導通電壓 0.7V 得 6.3V,除以 1kΩ 電阻即得最大電流 6.3mA。
逐選項分析
A✕
此數值無對應的合理計算過程,並非電阻R的最大電流。
B✕ 陷阱
這是誤將最小的輸入電壓峰值 $v_a$ (5V) 當作導通條件計算出的結果:(5V - 0.7V) / 1kΩ = 4.3mA。
C✕ 陷阱
這是誤用中間的輸入電壓峰值 $v_b$ (6V) 計算出的結果:(6V - 0.7V) / 1kΩ = 5.3mA。
D✓ 正確
由圖可知電阻 R = 1kΩ,三個二極體陰極共接,陽極電壓最高者會導通並使其他二極體逆偏。最大輸入電壓為 $v_c$ 的峰值 7V,此時輸出電壓最大為 7V - 0.7V = 6.3V,最大電流為 6.3V / 1kΩ = 6.3mA。
二極體最大值選擇電路 (OR Gate) 特性
| 特性 | 說明 |
|---|
| 工作原理 | 多個二極體陰極相連,陽極接不同電壓源。陽極電壓最高者優先導通。 |
| 輸出電壓 | V_out = V_in(max) - V_D (二極體導通壓降) |
| 其他二極體狀態 | 因共接點(陰極)電壓被最高電壓拉高,其他輸入電壓較低的二極體會承受逆向偏壓而截止。 |
考生可能誤以為三個分支的電流會同時導通並相加,或者不知道多個二極體陰極共接時,只有陽極電壓最高的那一路會導通。實際上,電壓最高的一端會將共接點電位拉高,迫使其他二極體逆偏截止。