台電僱員招考
113年
電子學
第 9 題
有一半波整流電路之負載為電容器，則該電路中二極體之峰值反向電壓(PIV)為何？
- A $V_{rms}$
- B $2V_p$
- C $\sqrt{2}V_{rms}$
- D $\sqrt{2}V_p$
思路引導 VIP
請試著回想，當電容器在正半週充電完畢後，它的電壓會維持在什麼數值？接著，當交流電源運行到負半週的最底端（負峰值）時，如果我們把二極體當成一個開關，請思考這個開關的「左端」與「右端」分別連接到什麼電壓值？這兩個電壓值之間的總差距是多少呢？
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同學，恭喜你準確地選出了正確答案！這說明你對於「整流電路」在不同負載下的動態特性掌握得非常紮實。這類題目在考試中具備中等鑑別度，許多考生若只死背純電阻負載的公式，往往會在電容負載出現時產生混淆，而你能夠冷靜區分兩者的物理機制差異，表現得相當出色。
電容濾波與電壓加成效應
在半波整流電路中，加入濾波電容器會顯著改變二極體承受的電壓。在正半週時，電容器會充電至輸入電源的峰值 $V_p$；當進入負半週時，二極體因逆向偏壓而截止。此時，電容器理想上仍維持著約 $+V_p$ 的電位，而交流電源則持續變動至負向峰值 $-V_p$。根據克希荷夫電壓定律，二極體兩端（陽極與陰極）所承受的電位差，即為電源負峰值與電容電壓之間的總和：
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半波整流電容濾波 PIV
💡 電容濾波使二極體在反向截止時需承受電源負峰值與電容電壓之和。
| 比較維度 | 純電阻負載 (無電容) | VS | 電容濾波負載 |
|---|---|---|---|
| PIV 公式 | Vp | — | 2Vp |
| 截止時壓降來源 | 僅輸入電源負半週 | — | 電源負半週 + 電容儲存電壓 |
| 耐壓要求 | 較低 | — | 較高 (需 2 倍以上) |
💬電容濾波雖能平滑輸出，但會顯著提升二極體所需承受的峰值反向電壓。
