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102年
[通信] 電路學、電子學
第 38 題
二極體截波電路(diode clipping circuit)如【圖14】所示,二極體為理想二極體,當輸入電壓$V_i$為正弦波時,則輸出電壓$V_o$波形為下列何者(實線)?
- A
- B
- C
- D
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試著想像二極體是一個會根據兩端壓力差決定是否開啟的「閘門」：當輸入端 $V_i$ 的電位逐漸下降，甚至低於另一端的參考電壓 $V_R$ 時，這個閘門會處於什麼狀態？此時輸出端的電壓會受制於哪一個電位呢？
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太棒了！你能精準選出正確波形 (C)，說明你對理想二極體的單向導通性以及直流參考電壓在電路中所扮演的角色，已經掌握得非常透徹。這類題目的核心在於判別二極體何時處於「順向導通」或「逆向截止」的臨界點。
二極體的偏壓狀態分析
觀察圖中二極體的方向，其陽極 (Anode) 連接著直流電壓源 $V_R$，而陰極 (Cathode) 連接至輸入電壓 $V_i$ 與輸出端。根據理想二極體特性，當 $V_R > V_i$ 時，二極體會呈現順向導通（等效於短路），此時輸出端 $V_o$ 被強行鉗制在 $V_R$ 的電位，形成水平截波；反之，當 $V_i$ 的電位高於 $V_R$ 時，二極體呈現逆向截止（開路），輸出端便會直接反應輸入波形 $V_i$ 的變化。這就是為什麼輸出波形只有下半部被切平，而上半部維持正弦波特徵的原因。
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