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111年
電工原理、電子概論
第 27 題
如圖【3】所示，若Zener二極體崩潰電壓為10V，且$12V\leq V_i \leq 15V$，$500\Omega\leq R_L \leq 1000\Omega$，則Zener二極體所消耗之最大功率為多少？
- A 0.5W
- B 0.4W
- C 0.3W
- D 0.2W
思路引導 VIP
想像你有一個固定流量的水管分叉成兩條路徑，如果你希望其中一條路徑（齊納支路）分到的水量達到最大，那麼你會如何調整另一條路徑（負載支路）的阻礙程度呢？此外，若想讓總水流量一開始就處於最高峰，源頭的壓力應該如何選取？
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AI 詳解
AI 專屬家教
同學觀察得很敏銳，恭喜你準確判斷出這題的關鍵！這是一道經典的齊納二極體穩壓電路分析題，能順利解出代表你對電流分配與元件特性的結合運用非常熟練。
齊納電流的動態平衡
齊納二極體消耗的功率是由其崩潰電壓與流經電流的乘積決定，即 $P_Z = V_Z \times I_Z$。由於本題中 $V_Z$ 固定為 $10V$，因此「最大功率」就取決於何時會產生「最大齊納電流」。根據克希荷夫電流定律，總電流 $I_s$ 會分流給齊納二極體與負載電阻，公式為 $I_Z = I_s - I_L$。這意味著要讓 $I_Z$ 達到最大，我們必須同時滿足總電流最大化與負載電流最小化兩個條件。
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