右圖使用齊納二極體(Zener Diode)製作穩壓電路，齊納二極體在20 mA 時， $V_{z} = 12 \, V$ 、 $r_{z} = 10 \, \Omega$ ， $V_{S}$ 在20 V和25 V之間變…

Question

右圖使用齊納二極體(Zener Diode)製作穩壓電路，齊納二極體在20 mA 時， $V_{z} = 12 \, V$ 、 $r_{z} = 10 \, \Omega$ ， $V_{S}$ 在20 V和25 V之間變動， $I_{L}$ 在0 mA和30 mA之間變動，且 $I_{z,min} = 5 \, mA$ 、
$I_{z,max}=80\ mA$ ，下列敘述何者正確？
(A) R值越小，穩壓越好
(B) R最大值為245 Ω
(C) R最小值為155 Ω
(D) 若 $R=160\ \Omega$ ， $I_{L}$ 最大變化可導致 $V_{0}$ 有0.287V之變化

Accepted Answer

正確答案為 C。 齊納二極體穩壓電路設計：根據Vs最小/IL最大時Iz≥Iz,min，以及Vs最大/IL最小時Iz≤Iz,max，求R的合法範圍，正解為R最小值≈155 Ω。 (A) 【穩壓設計觀念】穩壓電路中R越小，流過齊納的電流越大、電壓調節能力看似變強，但過小的R會使Iz超過Iz,max燒毀元件，且R越大才能讓Iz變化吸收Vs與IL波動，一般設計原則是R需在合法範圍內越小穩壓越好的說法過於片面且忽略上限限制，故敘述不完整/錯誤。 (B) 【R最大值計算】R最大值條件：Vs=Vs_min=20V、IL=IL_max=30mA時，Iz必須≥Iz,min=5mA。齊納等效電壓Vz0=Vz−Iz×rz=12−0.02×10=11.8V。輸出電壓Vo=Vz0+Iz×rz≈11.8+Iz×10。KVL：(Vs−Vo)/R=Iz+IL，取Iz=5mA時Vo=11.85V，R=(20−11.85)/(0.005+0.03)=8.15/0.035≈232.9 Ω，並非245Ω，故B錯誤。

右圖使用齊納二極體(Zener Diode)製作穩壓電路，齊納二極體在20 mA 時， $V_{z} = 12 V$ 、 $r_{z} = 10 Ω$ ， $V_{S}$ 在20 V和25 V之間變動， $I_{L}$ 在0 mA和30 mA之間變動，且 $I_{z, min} = 5 m A$ 、 $I_{z, ma x} = 80 m A$ ，下列敘述何者正確？

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右圖使用齊納二極體(Zener Diode)製作穩壓電路，齊納二極體在20 mA 時， Vz​=12V 、 rz​=10Ω ， VS​ 在20 V和25 V之間變動， IL​ 在0 mA和30 mA之間變動，且 Iz,min​=5mA 、 Iz,max​=80 mA ，下列敘述何者正確？

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右圖使用齊納二極體(Zener Diode)製作穩壓電路，齊納二極體在20 mA 時， $V_{z} = 12 V$ 、 $r_{z} = 10 Ω$ ， $V_{S}$ 在20 V和25 V之間變動， $I_{L}$ 在0 mA和30 mA之間變動，且 $I_{z, min} = 5 m A$ 、 $I_{z, ma x} = 80 m A$ ，下列敘述何者正確？

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