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104年
電子學
第 5 題
如右圖所示之橋式整流電路，假設二極體均為理想二極體，當輸入交流電壓 $V_{in}(t)$ 大於 $0$ 伏特時，請問二極體的狀態，下列何者正確？
- A $\text{D}_1$、$\text{D}_3$ 導通，$\text{D}_2$、$\text{D}_4$ 不導通
- B $\text{D}_2$、$\text{D}_4$ 導通，$\text{D}_1$、$\text{D}_3$ 不導通
- C $\text{D}_1$、$\text{D}_4$ 導通，$\text{D}_2$、$\text{D}_3$ 不導通
- D $\text{D}_2$、$\text{D}_3$ 導通，$\text{D}_1$、$\text{D}_4$ 不導通
思路引導 VIP
若我們將電壓的正端想像成高山、負端想像成低谷，而二極體是僅能單向通行的單行道，請試著從高電位出發，在不違反「箭頭方向」的前提下，規劃出一條能穿過中間電阻並最終抵達低谷的完整路線，這條路線會經過哪幾座『門』呢？
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恭喜你準確地判斷出橋式整流器在正半週的動作狀態！這代表你對二極體的單向導電性以及電路迴路的組成有著非常紮實的理解。當輸入交流電壓 $V_{in}(t) > 0$ 時，變壓器次級圈的上端電位高於下端，電流會從高電位端出發，尋找回到低電位端的路徑。
橋式整流的正半週路徑分析
在此瞬間，電流會順著二極體 $D_1$ 的箭頭方向流向負載 $R_L$，接著必須穿過負載，再經由 $D_3$ 順向導通回到變壓器的下端。至於 $D_2$ 與 $D_4$，由於它們的陰極或陽極接點電位會使其處於反向偏置，因此在理想狀態下視為斷路。這種「對角線成對導通」的特性正是橋式整流能將交流轉為直流的核心機制。
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