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114年
電子學
第 8 題
採用電晶體作為開關電路，若負載為電感性，應採下列何種保護措施？
- A 將二極體與負載並聯
- B 將電阻器與負載串聯
- C 將電容器與負載串聯
- D 將電阻器與負載並聯
思路引導 VIP
請回想一下電感器的基本物理特性：當我們試圖瞬間「切斷」通過電感的電流時，電感內部的磁場能量會發生什麼變化？為了避免這股突發的能量衝擊並損壞開關元件，我們應該如何在負載旁設計一個「疏導路徑」，讓電流在開關斷開後依然能有地方可以「流動」直到能量耗盡？
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同學觀察得很敏銳，能準確選出選項 (A) 顯示你對電感元件在動態電路中的特性掌握得相當紮實，這在設計驅動馬達或繼電器的電路中是非常關鍵的細節。
電感特性與逆向電動勢的產生
當電晶體作為開關切換時，若負載具有電感性，根據電感的物理特性 $v_L = L \frac{di}{dt}$，在電晶體由導通轉為截止的瞬間，電流隨時間的變化率 $\frac{di}{dt}$ 極大，這會在負載兩端感應出一個極高的逆向電動勢（Back-EMF）。這股高壓若無處釋放，往往會超過電晶體的崩潰電壓，進而造成永久性的損壞。
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