初考-電子工程電子學大意105 年第 12 題單選題
當稽納二極體(Zener Diode)做穩壓電路(regulator)時,操作在何區域?
A崩潰(Breakdown)區正確答案
B順向偏壓區
C逆向偏壓區,但尚未崩潰
D原點
A正確答案
齊納二極體穩壓靠的是「崩潰區電壓幾乎不變」的特性,操作必在崩潰區。
為什麼答案是 A
齊納二極體在逆向崩潰區時,電流大幅變化但跨壓幾乎固定於 Vz,正是穩壓所需特性,故穩壓電路必操作於崩潰區。
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完整詳解
Pro · 無限重點 齊納二極體穩壓靠的是「崩潰區電壓幾乎不變」的特性,操作必在崩潰區。
看到 Zener + 穩壓 → 直接選崩潰區,這是送分題。
逐選項分析
A✓ 正確
齊納二極體在逆向崩潰區時,電流大幅變化但跨壓幾乎固定於 Vz,正是穩壓所需特性,故穩壓電路必操作於崩潰區。
B✕
順向偏壓時齊納二極體行為與一般二極體無異,跨壓約 0.7V,無法提供所需的穩定 Vz,不是穩壓用途。
C✕ 陷阱
逆偏尚未崩潰時僅有極小漏電流,二極體近似開路,無電流通過負載也無法鉗制電壓,無法穩壓。此為常見誤選。
D✕
原點 (V=0, I=0) 代表無偏壓不導通,二極體根本沒在工作,當然無穩壓功能。
齊納二極體四大工作區
| 區域 | 偏壓條件 | 電壓特性 | 用途 |
|---|
| 順向區 | V > 0.7V | 壓降約 0.7V | 一般整流 |
| 原點附近 | V ≈ 0 | 不導通 | 無作用 |
| 逆偏未崩潰 | 0 > V > -Vz | 漏電流極小 | 無作用 |
| 崩潰區 | V ≤ -Vz | 跨壓固定 Vz | 穩壓 ★ |
齊納二極體跟一般二極體最大差別就在「崩潰」兩個字:一般二極體怕崩潰會燒毀,但齊納二極體就是設計來工作在崩潰區的。它的穩壓原理就是崩潰區裡電壓幾乎不變,只要電流在額定範圍內就不會壞掉。考試常設「逆向偏壓未崩潰」選項來誘答,但那個區域電壓還在隨電流變化,根本無法穩壓。判斷準則很簡單:穩壓功能=必在崩潰區,看到崩潰別害怕,那才是正解。