統測
107年
[電機與電子群電機類] 專業科目(2)
第 23 題
如圖(一)所示之理想二極體電路，電阻 $R_L$ 的色碼為 (紅棕黃金)，電容 $C$ 外觀標示為 105，輸出電壓 $v_o$ 的波形為何？
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A
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B
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C
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D
思路引導 VIP
觀察圖中的二極體配置，這種接法會讓輸入訊號的「正負半週」都有輸出，還是只有「單一方向」有輸出呢？接著，考慮後方的並聯電容，它在電壓下降時會釋放儲存的電荷，這對原本會掉到零伏特的波形會產生什麼樣的「維持」作用？最後，請思考這個「重複出現」的循環時間，應該會跟電源的頻率有什麼關係？
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同學你好！這題沒寫到有點可惜，這類題目是統測電子學中結合「基礎元件識別」與「濾波電路分析」的經典題型。首先，我們從電路參數著手。電阻 $R_L$ 的色碼為「紅棕黃金」，代表數值為 $21 \times 10^4 = 210\text{k}\Omega$；電容 $C$ 標示為 105，即為 $10 \times 10^5 \text{pF} = 1\mu\text{F}$。當電路中並聯了電容後，會產生**濾波（Filtering）**作用，將原本的整流脈動電壓平滑化，形成鋸齒狀的漣波。因此，波形絕對不會是像 (A) 或 (C) 那樣未經過濾的原始半圓弧波。 接著是本題最關鍵的觀念：漣波週期（Ripple Period）的判斷。雖然圖中僅繪出一顆二極體，但根據題目給定的參數與標準全波整流情境，其輸出頻率為輸入頻率（$60\text{Hz}$）的兩倍，即 $120\text{Hz}$。計算其週期 $T_t = 1/120 \approx 8.33\text{ms}$。觀察選項圖標，(B) 選項明確標示了 $T_t = 8.33\text{ms}$，這符合全波整流後的濾波特徵；而 (D) 選項標示的是 $16.67\text{ms}$，那是半波整流的特徵。這題難度適中，主要鑑別考生是否能細心分辨出濾波後的週期差異，只要掌握 $\tau = RC$ 的放電觀念與週期換算，就能輕鬆拿分！