普考申論題
105年
[電力工程] 電子學概要
第 二 題
📖 題組：
一、請回答下列有關二極體及其應用電路之問題： (一)請用二極體設計橋式整流器，畫出電路圖。（10 分） (二)承題(一)輸入信號為正弦波，畫出橋式整流器輸出波形與輸入波形對時間的關係圖。（10 分） (三)承題(一)每個二極體承受的最大逆偏峰值電壓為何？（5 分）
一、請回答下列有關二極體及其應用電路之問題： (一)請用二極體設計橋式整流器，畫出電路圖。（10 分） (二)承題(一)輸入信號為正弦波，畫出橋式整流器輸出波形與輸入波形對時間的關係圖。（10 分） (三)承題(一)每個二極體承受的最大逆偏峰值電壓為何？（5 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (二)
承題(一)輸入信號為正弦波，畫出橋式整流器輸出波形與輸入波形對時間的關係圖。（10 分）
思路引導 VIP
本題重點在於檢驗全波整流的工作原理及非理想二極體的電壓降效應。作圖時務必將輸入與輸出畫在同一個時間軸或上下對齊，並明確標示出輸出峰值電壓（Vm - 2VD）以及二極體未達導通電壓前所產生的「零電壓死區（Deadband）」。
小題 (一)
請用二極體設計橋式整流器，畫出電路圖。（10 分）
思路引導 VIP
看到「橋式整流器」，應立即聯想到由四個二極體構成的菱形電橋結構。解題時需精確畫出四個二極體的導通方向，並明確標示交流輸入端（AC源）、四個二極體代號（D1~D4）、負載電阻（RL）以及直流輸出端（+、-）的位置。
小題 (三)
承題(一)每個二極體承受的最大逆偏峰值電壓為何？（5 分）
思路引導 VIP
面對最大逆偏峰值電壓（PIV）的考題，首要步驟是利用克希荷夫電壓定律（KVL）在輸入電壓達峰值時，找尋包含逆偏二極體的迴路進行列式。考生需特別留意橋式整流器的 PIV 約為輸入峰值，這與中間抽頭式全波整流器的兩倍峰值電壓有顯著不同，是國考常考的對比重點。
橋式整流電路分析
💡 分析二極體導通路徑以推導全波整流波形特徵與壓降損耗。
- 路徑分析：正負半週分別由對角兩顆二極體導通，負載電流同向。
- 輸出特徵：輸出峰值為 $V_m - 2V_D$，波形呈現全波翻轉。
- 死區定義：輸入電壓小於兩倍切入電壓時，輸出維持 0V 平滑段。
- 逆向峰值：橋式整流器之二極體承受 PIV 為 $V_m$。
