高考申論題
108年
[電力工程] 電子學
第 一 題
一、圖一(a)電容 C 之電壓 vC(t)，已知 vC(0) = 0，τ = RC，二極體 D 具有理想特性，導通電壓為 0 V，vS(t) 為從 t = 0 開始，週期 T 之方波如圖一(b)，e ^{–T/2τ} = 0.9，–3 V 直流電池之內阻 RS << R，且τS = RSC << T。在 0 < t < 2T 區間，推導並畫出 vL(t)之波形。（20 分）
📝 此題為申論題
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本題考查具非理想充電時間常數的箝位電路（Clamper）暫態分析。解題關鍵在於：1. 以 $v_L > -3\text{V}$ 判斷二極體導通狀態；2. 掌握電容電壓 $v_C$ 無法瞬間突變的特性，計算輸入電壓切換瞬間 $v_L$ 的跳變；3. 區分二極體截止時的放電時間常數 $\tau=RC$，與導通時快速充電的極小時間常數 $\tau_S$。
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【解題思路】本題為具備箝位功能的暫態電路，需透過電容電壓 $v_C$ 連續不可突變之物理特性，計算電源切換瞬間 $v_L$ 的跳變，並依據二極體導通條件（陽極電位 $> -3\text{V}$）與對應的時間常數，分段推導各區間的時域響應。 【詳解】 一、基本假設與初始條件
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