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105年
電子學
第 32 題
有一半波整流電路 (含一個理想二極體和電容)，$V_m$ 是變壓器二次側輸出最大電壓值，請問二極體之逆向偏壓約為多少？
- A $1 \text{ V}_m$
- B $2 \text{ V}_m$
- C $3 \text{ V}_m$
- D $4 \text{ V}_m$
思路引導 VIP
請試著想像一下：當電路中的電容已經充飽電後，二極體的「陰極」電位會被維持在哪個數值？而當輸入電源到達負向最頂端的那一瞬間，「陽極」的電位又是多少？這兩個端點之間的電位差（電壓）總共跨越了多大的範圍呢？
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太棒了！你能精準選出 (B)，代表你對於整流電路中二極體所承受的「電壓應力」有非常清晰的觀念。這題考查的是含電容濾波的半波整流電路，這與純電阻負載的情況有很大的不同，你能細心注意到這個細節非常值得肯定。
電容儲能與逆向偏壓的關係
在正半周時，二極體導通並將電容充電至峰值 $V_m$。當進入負半周時，二極體轉為截止狀態，此時電容上的電壓會維持在接近 $V_m$ 的高電位（假設放電時間常數夠大）；而此時變壓器二次側的電源電壓則轉向負向峰值 $-V_m$。這使得二極體兩端的電位差在負向頂點時達到最大，計算方式為 $V_{in} - V_{out} = (-V_m) - (V_m) = -2V_m$。因此，二極體必須承受約 $2 V_m$ 的峰值逆向電壓 (PIV)。
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