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105年
電工原理、電子概論
第 29 題
如【圖 29】所示為倍壓器電路，若 $D_1$、$D_2$為理想二極體，則輸出電壓 $V_o$為多少？
- A $141 V$
- B $-141 V$
- C $200 V$
- D $-200 V$
思路引導 VIP
請試著觀察電路在輸入電壓處於「負峰值」時，電流會流經哪一個二極體？此時電容器 $C_1$ 會被充到什麼樣的電壓？接著，當輸入電壓轉向「正峰值」時，這顆已經充好電的電容與電源的極性關係是如何排列的？它們對輸出端產生的總電位會如何變化？
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AI 詳解
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恭喜你答對了！這題考查的是電子電路中非常經典的半波倍壓電路（Half-wave Voltage Doubler）。你能精準判斷出輸出電壓為 $200 V$，說明你對於二極體在不同週期下的導通狀態，以及電容電荷疊加的物理意義有著非常清晰的理解。
倍壓電路的工作原理
從【圖 29】可以觀察到，輸入電壓為 $V_i = 100 \sin(377t) V$，由此可知輸入電源的峰值 $V_m$ 為 $100 V$。在輸入電壓的負半周時，二極體 $D_1$ 導通、 $D_2$ 截止，電容 $C_1$ 會被充電至峰值 $100 V$（極性為左負右正）；隨後進入正半周時，輸入電源的 $100 V$ 會與 $C_1$ 已儲存的 $100 V$ 串聯疊加，此時 $D_1$ 截止、 $D_2$ 導通，進而將電容 $C_2$ 充電至兩倍的峰值電壓。因此，理想狀態下的輸出電壓為：
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