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申論題資訊

試卷:112年 - 112 高等考試_三級_電力工程、電子工程、電信工程:電子學#115745
科目:電子學
年份:112年
排序:0

題組內容

二、如圖一為了將原本數位信號之0V關閉與10V導通之閘極驅動信號輸入至一轉換電路,該轉換電路會將0V關閉信號轉變成-5V且將10V導通信號轉 變成5V,該轉換電路只包含一個導通電壓為0.5V二極體、一個電容與無線阻之連接線。
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申論題內容

(二)該電容與輸入電壓初始電壓皆為0V,繪製並標示輸出電壓、輸入電壓與電容電壓的時間關係。

詳解 (共 1 筆)

詳解 提供者:hchungw

從題目圖示中可以看到,有一個脈衝信號作為輸入電壓Vin,它在0V和10V之間切換。然而,我無法直接繪製圖形,但我可以解釋如何標示輸出電壓Vo、輸入電壓Vin與電容電壓VC的時間關係。

輸入電壓Vin在0V和10V之間切換,假設它是一個理想的方波信號,其變化瞬間發生,不考慮上升和下降時間。輸出電壓Vo將會因為齊納二極體的剪切作用在-5V至5V之間波動,但實際波形將取決於電路的具體配置和元件的參數。電容C將對電壓變化起到平滑作用,它的電壓VC將會隨著輸入電壓的變化而充放電。

以下是如何理解每個元件電壓隨時間變化的大致過程:

  • 輸入電壓Vin:將在0V和10V之間以方波形式變化。
  • 輸出電壓Vo:如果電路設計正確,則會在-5V和+5V之間變化。當輸入電壓從0V跳到10V時,輸出電壓應從-5V上升到+5V。當輸入從10V跳回到0V時,輸出電壓將從+5V下降到-5V。
  • 電容電壓VC:電容的電壓將取決於電路如何充放電。當輸入從0V跳到10V時,電容將開始充電,其電壓將逐漸從0V增加。當輸入電壓跳回0V時,電容將開始放電,其電壓將逐漸減少。電容的充放電曲線將是指數的,具體形狀取決於電路的時間常數(由電阻和電容的值決定)。

若要繪製這些關係,你將需要使用電路仿真軟件或者手動計算電容的充放電曲線。這通常涉及到求解RC電路的微分方程,並考慮輸入電壓和齊納二極體對電路行為的影響。如果你需要更具體的幫助來計算或繪製這些曲線,請提供更多的電路參數或使用具體的電路仿真工具進行仿真。