普考申論題
114年
[電信工程] 電子學概要
第 一 題
📖 題組:
一、如圖一所示之電路,其中電壓源 V+上有 10V 的直流電壓,及頻率為 60 Hz,峰值為 1 V 的弦波電壓變動,假設二極體在 1 mA 時的跨壓約為 0.7 V,溫度伏特當量 VT=25 mV。試求: (一)二極體直流電流 ID=?(5 分) (二)二極體之小信號電阻(small-signal resistance)rd =?(5 分) (三)繪出圖一之小信號等效電路。(10 分) (四)計算小信號等效電路中二極體之電壓峰值 vd(peak)=?(5 分)
一、如圖一所示之電路,其中電壓源 V+上有 10V 的直流電壓,及頻率為 60 Hz,峰值為 1 V 的弦波電壓變動,假設二極體在 1 mA 時的跨壓約為 0.7 V,溫度伏特當量 VT=25 mV。試求: (一)二極體直流電流 ID=?(5 分) (二)二極體之小信號電阻(small-signal resistance)rd =?(5 分) (三)繪出圖一之小信號等效電路。(10 分) (四)計算小信號等效電路中二極體之電壓峰值 vd(peak)=?(5 分)
📝 此題為申論題,共 4 小題
小題 (一)
二極體直流電流 ID=?(5 分)
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這題考查二極體電路的疊加定理與交直流分析。在求直流電流時,應該將交流電源關閉(設為0)。觀察電路,V+ 是 10V,經過 10kΩ 電阻和二極體。因為題目給了 1mA 時的跨壓約 0.7V,可先假設 VD=0.7V 來求得電流,並驗證是否接近 1mA。如果不放心可以再用二極體方程式做一次迭代,但對於普通考試直接以 0.7V 計算已足夠精確。
小題 (二)
二極體之小信號電阻(small-signal resistance)rd =?(5 分)
思路引導 VIP
要求二極體的小信號電阻(動態電阻)rd,這是一個公式題。需要回憶 rd 的定義:rd = VT / ID,其中 VT 為熱電壓(題目已給 25mV),ID 則是第一小題求出的直流偏壓電流。
小題 (三)
繪出圖一之小信號等效電路。(10 分)
思路引導 VIP
小信號等效電路的繪製原則是:(1) 將直流電源短路至地(若是電流源則開路)。(2) 將二極體替換為其小信號等效模型(即電阻 rd)。(3) 交流信號源保留。考生需依序把各元件放置正確,並標示電壓與電流。
小題 (四)
計算小信號等效電路中二極體之電壓峰值 vd(peak)=?(5 分)
思路引導 VIP
利用剛畫好的小信號等效電路,這只是一個簡單的串聯分壓電路。交流電源峰值是 1V,與 10kΩ 和 rd 串聯分壓。應用分壓定理求 rd 上的電壓峰值即可。