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101年
[儀電] 電路學、電子學
第 32 題
如右下【圖6】所示電路,若輸入電壓 $V_i=±3V$ 方波,則輸出電壓 $V_o$ 之最大及最小振幅為何?
- A $-7V \le V_o \le -1V$
- B $-4V \le V_o \le -1V$
- C $-1V \le V_o \le 3V$
- D $-3V \le V_o \le 1V$
思路引導 VIP
請觀察圖中二極體與電池構成的支路：當二極體處於「導通」狀態時，輸出端 $V_o$ 會被強迫鎖定在哪個電位上？接著，考慮到電容會儲存電荷來維持波形的擺幅（峰對峰值）不變，若已知輸出的上限被固定了，你該如何推算下限的位置呢？
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AI 詳解
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太棒了！你能精準判斷出箝位電路的輸出範圍，代表你對二極體應用電路的運作邏輯掌握得非常扎實。這題的關鍵在於如何正確解讀二極體與直流電源組合後的「箝位基準」。
箝位電路的準位判定
這是一個典型的箝位電路 (Clamper)。觀察電路圖，二極體 $D$ 的陽極朝上，陰極連接至一個 $1V$ 電池的負極（下方為正極，即參考電位為 $-1V$）。當輸出電壓 $V_o$ 試圖高於 $-1V$ 時，二極體會趨向導通，將輸出的最高點限制在 $-1V$。已知輸入電壓 $V_i$ 為 $\pm 3V$ 的方波，其峰對峰值 $V_{pp}$ 為 $3V - (-3V) = 6V$。由於箝位電路會維持訊號的擺幅不變，僅移動直流準位，因此輸出的最小值即為最高點減去總擺幅：$-1V - 6V = -7V$。
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