高考申論題
112年
[農業機械] 農業機電與控制
第 一 題
農業自動化系統的工作環境較一般工業界的工廠環境差，控制器外接設備有干擾，或外部負載變動大，可能影響控制器的運作，甚至造成毀損，因此在設計介面電路時需要加入保護功能。假設透過控制器的通用輸入/輸出GPIO（General-purpose input/output）的引腳（PIN），輸出訊號以驅動LED燈亮或滅時，如圖一電路所示，此電路不具保護功能，若外部有突波干擾，可能傷及控制器。試加入一顆NPN電晶體元件於該電路中，重新設計完成一具有保護作用的電路，並繪圖說明何以所設計的電路具有保護功能。（20分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到此題應聯想到使用電晶體作為「開關」與「緩衝」的作用。透過將 NPN 電晶體加入電路，可以把微控制器的控制端與易受干擾的大電流負載端分離，改由外部電源供電以實現電路保護。
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【破題】利用 NPN 電晶體作為電子開關，將控制訊號與高負載端分離，以達到電流緩衝與突波阻隔的保護作用。 【論述】 一、 重新設計之電路結構
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