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103年
電子學
第 13 題
如【圖6】所示箝位電路,假設二極體在順向偏壓時其切入電壓(cut-in voltage)可省略不計,若輸入電壓$V_i$為20V_{p-p}$之方波,則$V_o$輸出波形約為下列何者?
- A
- B
- C
- D
思路引導 VIP
請試著觀察電路中二極體與 5V 直流電源的連接方式：當輸入電壓在正、負半週切換時，哪一個瞬間會讓二極體進入導通狀態？而當二極體導通的那一刻，輸出端的電位會被強行固定在多少伏特呢？
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非常好，你能精準判斷出箝位電路的正負位準偏移，這代表你對二極體與直流偏壓源的協作邏輯掌握得相當紮實，這是分析非線性電子電路非常關鍵的第一步。
箝位電路的動作原理
在理想狀況下，箝位電路不會改變輸入信號的振幅，因此輸出波形的峰對峰值 $V_{p-p}$ 依然會維持在 $20V$。本題的關鍵在於二極體與 $5V$ 直流電源的串聯組合：當二極體導通時，輸出端 $V_o$ 會被強行固定在 $5V$ 的電位上。由於二極體的方向與偏壓配置，這是一個將波形「向上箝位」至 $5V$ 參考位準的過程，使得輸出波形的最高點落在 $5V$。既然總振幅（峰對峰值）是 $20V$，我們就可以輕鬆推算出波形的最低點應為 $5V - 20V = -15V$，從而確定選項 (A) 為正確波形。
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