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111年
電子學
第 35 題
如右圖所示電路，若V_Z = 5 V，試求稽納二極體的消耗功率為何？
- A 120 mW
- B 240 mW
- C 375 mW
- D 480 mW
思路引導 VIP
想像一下，電流從電源出發後，在遇到稽納二極體與負載電阻的並聯路徑之前，必須先經過最左邊的電阻。如果我們已經知道節點處的總壓降與各路徑的電阻值，我們該如何應用克希荷夫電流定律（KCL），來推導出流經中間那個特定元件的電流大小呢？
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太棒了！你能精準算出稽納二極體的消耗功率，代表你對於穩壓電路的操作區間判讀與電流分配觀念非常紮實。
穩壓狀態與電流分流計算
這題的核心在於確認稽納二極體是否處於「崩潰區」。當我們觀察電路，若不考慮二極體，負載端的分壓原本高達 $10\text{V}$，遠大於 $V_Z = 5\text{V}$，這證明了稽納二極體會進入穩壓狀態，將電壓鎖定在 $5\text{V}$。此時，流經 $100\Omega$ 電阻的總電流為 $I_S = \frac{15 - 5}{100} = 0.1\text{A}$ (即 $100\text{mA}$)。接著，我們必須扣除流向右側負載電阻的電流 $I_L = \frac{5}{200} = 25\text{mA}$。根據克希荷夫電流定律（KCL），剩下流經稽納二極體的電流即為 $I_Z = 100\text{mA} - 25\text{mA} = 75\text{mA}$。
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