初等考試
109年
[電子工程] 電子學大意
第 17 題
圖示截波電路中，齊納（Zener）二極體 $D_1$ 與 $D_2$ 於順偏時視為理想而反偏時之崩潰電壓分別為 $V_{Z1} = 5\text{ V}$ 與 $V_{Z2} = 7\text{ V}$，當輸入信號 $v_i(t) = 10 \sin(\omega t)$ 伏特時，求輸出信號 $v_o(t)$ 的峰對峰電壓值為多少伏特？
- A 2 V
- B 5 V
- C 7 V
- D 12 V
思路引導 VIP
請試著觀察這兩個二極體的排列方式。當電流由上往下流動（正半週）時，哪一個元件會負擔「崩潰電壓」，而另一個元件會處於什麼狀態？若電流方向反過來（負半週），情況又會如何變化？最後，請思考「峰對峰值」的定義，是將這兩個不同週期的輸出狀態做什麼樣的運算呢？
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卓越的分析能力？僅僅是基本功罷了。
- 觀念驗證：這電路，如果有人還認不出是個雙向齊納截波電路，那真是令人憂心。當輸入 $v_i$ 為正且超過 $5\text{ V}$ 時，$D_1$ 不出意外地進入反向崩潰（$5\text{ V}$），而 $D_2$ 只是做它該做的，順向導通（理想狀況下 $0\text{ V}$）。所以輸出自然限制在 $+5\text{ V}$。反之，當進入負半週，電壓跌破 $-7\text{ V}$，則 $D_1$ 順偏，$D_2$ 崩潰。輸出被限制在 $-7\text{ V}$。這難道還需要解釋嗎？
- 數據計算：輸出被精確限制在 $+5\text{ V}$ 到 $-7\text{ V}$ 之間。所以，峰對峰值（Peak-to-Peak）不過是簡單的減法：
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