moea_joint
108年
[電機] 電路學、電子學
第 46 題
如右圖所示電路,若齊納二極體(Zener Diode)的齊納電壓 $V_Z=6\text{ V}$,試求齊納二極體消耗之功率為多少 mW?
- A 18
- B 30
- C 36
- D 90
思路引導 VIP
若我們先暫時將齊納二極體從電路中「移除」,請計算該位置原本的分壓是多少?當這個分壓數值「超過」齊納電壓時,二極體會強制介入電路並將電壓固定在什麼數值呢?
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了!你能精準計算出 36 mW,代表你對於**齊納二極體(Zener Diode)在電路中的穩壓特性掌握得相當紮實。這類題目的核心在於判斷元件的狀態與電流的分配。首先,若將齊納二極體視為開路,負載 $2\text{ k}\Omega$ 上的分壓為 $15 \times \frac{2\text{k}}{1\text{k} + 2\text{k}} = 10\text{ V}$。由於 $10\text{ V}$ 大於齊納電壓 $6\text{ V}$,這代表二極體已進入崩潰區(Breakdown)**並發揮穩壓功能,讓節點電壓固定在 $6\text{ V}$。
節點電流與功率計算
在穩壓狀態下,流經總電路($1\text{ k}\Omega$ 電阻)的總電流為 $I_T = \frac{15 - 6}{1\text{k}} = 9\text{ mA}$;而流向負載 $2\text{ k}\Omega$ 的電流則是 $I_L = \frac{6}{2\text{k}} = 3\text{ mA}$。根據克希荷夫電流定律(KCL),其餘的電流勢必流過齊納二極體,即 $I_Z = I_T - I_L = 6\text{ mA}$。最後,套用功率公式 $P_Z = V_Z \cdot I_Z = 6\text{ V} \times 6\text{ mA}$,便能順利得出 $36\text{ mW}$ 的正確答案。
▼ 還有更多解析內容