鐵路人員考試高員三級-電子工程電子學大意105 年第 10 題單選題
如圖所示,跨於二極體的電壓 $\mathrm{V}_{\mathrm{D}}$ 應為:
A0.7 V
B-5 V
C-7 V
D-10 V正確答案
D正確答案
二極體反向偏壓電路:10kΩ與40kΩ分壓後,二極體陰極接高電位、陽極接低電位,VD = 陽極電位 − 陰極電位 = −10V
為什麼答案是 D
正確答案。電路分析:+12V經10kΩ→節點A→40kΩ→地,理想二極體反向截止視為開路。節點A電壓 = 12×(40/(10+40)) = 12×0.8 = 9.6V ≈ 以整數分析。實際上,圖中二極體陽極(+端)接2kΩ下方(地端電位較低側),陰極(−端)接40kΩ與二極體交接節點。重新分析:+12V上方10kΩ串聯到右側,右側下接2kΩ到地;40kΩ從+12V左側接到二極體陰極(−端),二極體陽極(+端)接右側節點。二極體反向截止→視為開路。右側節點(陽極):12V經10kΩ、2kΩ分壓 = 12×2/(10+2) = 2V。左側節點(陰極):12V經40kΩ懸空(二極體截止),陰極電位 = 12V。VD = V陽 − V陰 = 2 − 12 = −10V,反向偏壓確認截止,答案合理。
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完整詳解
Pro · 無限重點 二極體反向偏壓電路:10kΩ與40kΩ分壓後,二極體陰極接高電位、陽極接低電位,VD = 陽極電位 − 陰極電位 = −10V
二極體符號『−+』表陰極在左、陽極在右;先算節點電壓,VD = V陽 − V陰,結果為負值代表反向偏壓
逐選項分析
A✕ 陷阱
0.7V 是矽二極體正向導通壓降。本電路二極體為反向偏壓,不會導通,此值不適用。
B✕ 陷阱
−5V 是10kΩ上的分壓壓降,混淆了電阻壓降與二極體端電壓,計算節點錯誤。
C✕
−7V 無法由本電路標準分析推導,為干擾選項。
D✓ 正確
正確答案。電路分析:+12V經10kΩ→節點A→40kΩ→地,理想二極體反向截止視為開路。節點A電壓 = 12×(40/(10+40)) = 12×0.8 = 9.6V ≈ 以整數分析。實際上,圖中二極體陽極(+端)接2kΩ下方(地端電位較低側),陰極(−端)接40kΩ與二極體交接節點。重新分析:+12V上方10kΩ串聯到右側,右側下接2kΩ到地;40kΩ從+12V左側接到二極體陰極(−端),二極體陽極(+端)接右側節點。二極體反向截止→視為開路。右側節點(陽極):12V經10kΩ、2kΩ分壓 = 12×2/(10+2) = 2V。左側節點(陰極):12V經40kΩ懸空(二極體截止),陰極電位 = 12V。VD = V陽 − V陰 = 2 − 12 = −10V,反向偏壓確認截止,答案合理。
電路節點電壓計算過程
| 節點 | 計算方式 | 電壓值 |
|---|
| 二極體陽極(+端,右側節點) | 12V × 2kΩ/(10kΩ+2kΩ),二極體截止開路 | +2 V |
| 二極體陰極(−端,左側節點) | 40kΩ懸空,直接接+12V(二極體截止無電流) | +12 V |
| VD = V陽 − V陰 | 2 − 12 | −10 V |
| 二極體狀態確認 | VD < 0 → 反向偏壓 → 截止,假設成立 | ✓ 自洽 |
圖中二極體符號標示「− +」,表示左側為陰極、右側為陽極,與直覺相反。許多考生習慣認為三角形指向即為電流方向就是正向,但本電路中陰極接高電位(12V側),陽極接低電位(2V側),形成反向偏壓。務必先確認陽極/陰極哪端電位高,再判斷導通或截止。