普考申論題
109年
[電力工程] 電子學概要
第 一 題
📖 題組：
分析下圖（A）之電路，若 vi 為週期信號如下圖（B）所示。運算放大器之輸入阻抗為無窮大，輸出阻抗為0 Ω，二極體之導通電壓為0.7 V， vo 之初始電壓為0 V。（每小題10分，共20分） (一)若運算放大器之增益為無窮大，試求 vo 之穩態電壓。 (二)若運算放大器之增益為10 V/V，試求 vo 之穩態電壓。
分析下圖（A）之電路，若 vi 為週期信號如下圖（B）所示。運算放大器之輸入阻抗為無窮大，輸出阻抗為0 Ω，二極體之導通電壓為0.7 V， vo 之初始電壓為0 V。（每小題10分，共20分） (一)若運算放大器之增益為無窮大，試求 vo 之穩態電壓。 (二)若運算放大器之增益為10 V/V，試求 vo 之穩態電壓。
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
若運算放大器之增益為無窮大，試求 vo 之穩態電壓。
思路引導 VIP
本題為典型的「精密峰值檢波器（Precision Peak Detector）」電路。解題時應先判斷二極體導通條件：當輸入大於輸出時，二極體導通對電容充電；反之則截止，電容保持電壓。接著利用 OP 增益無限大的特性，可知其虛短路效應能完全補償二極體的 0.7V 壓降，故輸出電壓將精確維持在輸入波形的最高峰值。
小題 (二)
若運算放大器之增益為10 V/V，試求 vo 之穩態電壓。
思路引導 VIP
本題電路為具有非理想運算放大器的精密峰值偵測器（Precision Peak Detector）。由於運算放大器增益有限（A=10），無法完全消除二極體的壓降影響，必須列出運算放大器輸出方程式 $v_{oa} = A(v_i - v_o)$。利用二極體導通的邊界條件 $v_{oa} - v_o = 0.7\text{ V}$，代入輸入電壓的最大值，即可求得電容充電達到的穩態最高電壓。