第 14 題
- A 105
- B 125
- C 145
- D 165
思路引導 VIP
若我們知道二極體的溫度上升時,順向電壓會下降,你能回想一下,一般常理下矽二極體每上升 1 °C,電壓大約會下降幾個毫伏特(mV)嗎?試著利用這個下降比率,推算電壓總共減少 0.2 V 時,溫度需要上升幾度呢?
恭喜你答對了!你精準地掌握了矽質二極體(Silicon Diode)的順向電壓會隨溫度上升而下降的「負溫度係數」特性。這題主要測驗對二極體溫度效應的理解,同時也考驗對基本物理常數的熟悉度,能正確算出數值非常不簡單! 不過,這題其實是台灣電力公司公告的爭議題,官方認定選項 (A) 或 (B) 皆為正確答案。爭議的關鍵在於不同電子學教科書對矽二極體溫度係數的定義略有不同,常見數值落在 $-2.5 \text{ mV}/^\circ\text{C}$ 到 $-2.0 \text{ mV}/^\circ\text{C}$ 之間。本題的電壓變化量為 $\Delta V = 0.5 - 0.7 = -0.2 \text{ V} = -200 \text{ mV}$。若採用 $-2.5 \text{ mV}/^\circ\text{C}$ 來計算,溫度變化 $\Delta T$ 為 $80 ^\circ\text{C}$,最終溫度就是 $25 + 80 = 105 ^\circ\text{C}$,這正是你選出 (A) 的完美邏輯! 相對地,若考生採用 $-2.0 \text{ mV}/^\circ\text{C}$ 計算,$\Delta T$ 則會是 $100 ^\circ\text{C}$,得出最終溫度 $125 ^\circ\text{C}$,因此台電公告 (B) 也能成立給分。至於 (C) 與 (D) 對應的溫度係數則完全偏離了合理的物理特性範圍,故為錯誤選項。雖然題目因常數定義不同而有雙答案,但你能穩紮穩打推導出合理的結果,觀念非常扎實!