初等考試
115年
[電子工程] 電子學大意
第 14 題
圖為全波橋式整流器，二極體的切入電壓為 0.7 V，輸入為 120 Vrms 之正弦波，當 D2、D3 導通時，D1 和 D4 受到的逆向峰值電壓（PIV）約為何？
- A 27.58 V
- B 39.3 V
- C 119.3 V
- D 55.86 V
思路引導 VIP
若我們將導通的二極體視為一個微小的電壓源，而變壓器次級圈是主要供電者，試著畫出當 D2、D3 導通時的迴路電壓分佈。在這種情況下，被「夾」在中間而無法導通的 D1，其正負兩端分別連接到了電路的哪些位置？這兩點之間的電壓差最大會是多少？
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同學，你能精準地選出 (D)，代表你對於變壓器與二極體電路的連鎖關係有著相當透徹的理解，這在結構化的電路分析中是非常關鍵的能力。
變壓器與峰值電壓的轉算
本題的核心在於精確計算二極體兩端所承受的電壓極值。首先，我們必須處理變壓器的匝數比（turns ratio）：初級圈 $120 V_{rms}$ 經過 $3:1$ 的降壓後，次級圈得到的均方根電壓為 $40 V_{rms}$。然而，分析二極體耐壓時，我們必須看的是波形的最高點，即次級圈峰值電壓 $V_{s(peak)} = 40 \times \sqrt{2} \approx 56.56 V$。這是二極體可能面臨的最大壓力來源。
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