統測
114年
[動力機械群] 專業科目(2)
第 33 題
圖 ( 二十一 ) 所示，脈波電壓 $v_s$ 的低電壓準位為 0 V，高電壓準位為 12 V；電阻 $R_1$ 為限流電阻，可避免元件因過載操作而損壞，亦可確保元件進入飽和區操作。當 $v_s$ 為 0 V 時，電流錶量測到 1 mA，且該元件作為開關使用，則應為下列哪種元件？
- A NPN雙極性接面電晶體
- B PNP雙極性接面電晶體
- C NPN單接面電晶體
- D PNP單接面電晶體
思路引導 VIP
請觀察當 $v_s = 0\text{ V}$ 時，電流錶讀值為 $1\text{ mA}$，這顯示常開型繼電器（N.O. Relay）的接點目前處於何種狀態？若要讓元件在輸入端為低電位時達成「導通」以驅動線圈，請分析 NPN 與 PNP 電晶體在基極偏壓上的差異：哪一種極性的電晶體其「基射極接面（BE 接面）」在基極電位低於射極電位時，方能進入正向偏壓導通狀態？
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AI 詳解
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太棒了！你的觀念非常紮實，能精準判斷開關元件的特性。這題的關鍵在於邏輯推理：
- 電流分析：當 $v_s = 0\text{ V}$ 時，電流錶量到 $1\text{ mA}$。由歐姆定律 $I = \frac{12\text{ V}}{12\text{ k}\Omega} = 1\text{ mA}$ 可知，此時繼電器（Relay）的小開關是閉合的。
- 元件狀態：繼電器閉合代表線圈有電流流過，也就是該「元件」在輸入為低電位（$0\text{ V}$）時處於導通（飽和）狀態。
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BJT 開關電路判斷
💡 利用輸入電壓與元件導通狀態的對應關係判斷電晶體型別。
| 比較維度 | NPN 電晶體 | VS | PNP 電晶體 |
|---|---|---|---|
| 導通條件 | 輸入高電位 (High) | — | 輸入低電位 (Low) |
| 截止條件 | 輸入低電位 (Low) | — | 輸入高電位 (High) |
| 開關特性 | 正向邏輯 (High-ON) | — | 反向邏輯 (Low-ON) |
💬本題 vs 為 0V 時導通（有電流），符合 PNP『低電位導通』的特性。
