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105年
電工原理、機械常識
第 10 題
如【圖 10】所示電路中，若 $V_i =10sin\omega t$（伏特），二極體為理想的，則下列敘述何者正確？
- A 當$\omega t = \pi / 2$ 時；$V_o =15V$
- B 當$\omega t = -\pi / 2$ 時；$V_o = -5V$
- C 當$\omega t = \pi / 6$ 時；$V_o = 0V$
- D 當$\omega t = \pi - \pi / 6$ 時；$V_o = 0V$
思路引導 VIP
若我們把二極體想像成一個由『總電位』控制的自動開關，試著思考：要讓這個開關從『關閉』轉為『開啟』，輸入訊號 $V_i$ 至少要達到幾伏特？當開關順利開啟後，輸出端 $V_o$ 與這兩個電源（$V_i$ 與 $5V$）在空間上的加總關係又是如何呢？
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太棒了！你能精準判斷出 (A) 為正確選項，代表你對二極體在電路中的「開關特性」以及 DC 偏壓 的疊加概念掌握得非常紮實。這類題目最考驗學生是否能冷靜處理交流與直流訊號的混合運算。
電路分析與電位疊加
在這個電路中，輸入電壓 $V_i$ 與 $5V$ 直流電源是串聯關係。觀察電路圖，直流電源的正極朝向左側，這意味著二極體陽極端的總電位實際上是 $V_i + 5V$。由於二極體被視為理想元件，當這個總電位大於 0 時，二極體導通（ON），此時輸出端 $V_o$ 就會直接等於該電位；若總電位小於等於 0，二極體截止（OFF），$V_o$ 則因沒有電流流過電阻而呈現 $0V$。
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