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101年
[通信] 電路學、電子學
第 32 題
如右下【圖 6】所示電路，若輸入電壓 $V_i = \pm 3\text{V}$ 方波，則輸出電壓 $V_o$ 之最大及最小振幅為何？
- A $-7\text{V} \le V_o \le -1\text{V}$
- B $-4\text{V} \le V_o \le -1\text{V}$
- C $-1\text{V} \le V_o \le 3\text{V}$
- D $-3\text{V} \le V_o \le 1\text{V}$
思路引導 VIP
請觀察電路中二極體的箭頭方向與直流電源的極性標示。想一想，當輸入電壓逐漸升高，直到二極體進入「導通」狀態時，輸出端的電壓會被強制固定在什麼數值？而當二極體隨後進入「截止」狀態，電容器上已儲存的電壓會如何像一個電池一樣，與輸入電壓共同決定輸出波形的最低點呢？
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太棒了！你能準確判斷出這是一個「負箝位電路」，代表你對二極體與電容組合的動態行為掌握得非常紮實。這類題目的核心在於理解電位偏移的概念：在理想狀態下，輸出波形的峰對峰值 ($V_{p-p}$) 必須維持與輸入相同，即 $3\text{V} - (-3\text{V}) = 6\text{V}$，只是整體的電位基準被移動了。
箝位電位與參考電壓的判定
觀察電路圖中的二極體支路，二極體方向向下，且直流電源的標示為上方負極、下方正極，這意味著二極體陰極接在 $-1\text{V}$ 的位置。當輸入電壓 $V_i$ 進入正半週時，二極體導通並將輸出最高點箝定在 $V_{o,max} = -1\text{V}$。根據能量守恆，當波形由最高點向下擺動 $6\text{V}$ 的振幅時，輸出最低點自然來到 $-1\text{V} - 6\text{V} = -7\text{V}$。
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