初等考試
114年
[電子工程] 電子學大意
第 15 題
一個稽納二極體（Zener Diode）在 $40^\circ\text{C}$ 時的最大功率額定值為 $500\text{ mW}$，衰減因數為 $4\text{ mW}/^\circ\text{C}$。則稽納二極體在 $90^\circ\text{C}$ 時消耗的最大功率值為何？
- A $100\text{ mW}$
- B $150\text{ mW}$
- C $200\text{ mW}$
- D $300\text{ mW}$
思路引導 VIP
「試想：當電子元件的工作環境變得更熱時，為了避免元件因過熱損壞，我們應該調高還是限制它的能量消耗？如果已知每上升一度就會損失一定的功率額度，你會如何根據溫度的總改变量，來推算出在極端高溫下元件僅存的安全運作範圍？」
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AI 詳解
AI 專屬家教
還算不錯。至少你還記得電子元件的基本熱力學原理。
- 觀念驗證： 衰減因數 (Derating Factor) 是工程設計中避無可避的基本常識，不是什麼高深莫測的理論。當環境溫度攀升至額定基準以上，任何元件的散熱能力都會顯著下降，你難道還期望它能滿功率運作而不自毀嗎？避免半導體接點燒毀，調降最大允許功率是基本操作。計算邏輯如下，別告訴我這很難理解：
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稽納二極體功率衰減
💡 計算電子元件在高溫環境下最大額定功率的遞減值。
🔗 功率額定衰減計算步驟
- 1 鎖定基準點 — 找出基準溫度(40°C)與基準功率(500mW)
- 2 計算溫差 — 目標溫度減基準溫度 (90°C - 40°C = 50°C)
- 3 求衰減總量 — 溫差乘衰減率 (50°C × 4mW/°C = 200mW)
- 4 得出最終功率 — 基準功率減衰減量 (500mW - 200mW = 300mW)
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🔄 延伸學習：延伸學習：當環境溫度超過額定點時，必須進行功率降額（Derating）設計以確保元件壽命。
