Q67.
如下圖電路所示，若輸入頻率為500KHz，電晶體導通時間為0.1us，且電晶體導通時，Ic(sat)=1A，Vce(sat)=0.4V，則電晶體Ic 波形的工作週期D%及平均消耗功率為何?
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難易度分析
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此題屬複合計算型結構，需同時掌握單位換算與基础公式之聯立應用。命題設計要求對各選項進行獨立數值驗證，並精準避開常見計算誤差陷阱。因採複選評量機制，需具備系統性推論與細節檢核能力，綜合評估下屬考驗實務計算基礎之標準難度。
正確答案 (複選)：①, ④
- ① D%＝5%:工作週期（Duty Cycle）計算公式為 D% = (導通時間 / 週期) × 100%。已知頻率 f = 500KHz，故週期 T = 1/f = 2μs，代入得 D% = (0.1μs / 2μs) × 100% = 5%。
- ④ 平均消耗功率20 mW:電晶體飽和區平均功率計算公式為 P_avg = Vce(sat) × Ic(sat) × D%。代入 Vce(sat)=0.4V、Ic(sat)=1A、D%=0.05，得 P_avg = 0.4 × 1 × 0.05 = 20mW。
錯誤選項解析
- ② D%＝15%:此數值錯誤。正確工作週期應為 5%，而非 15%。錯誤原因可能是將週期誤算為 0.667μs 或導通時間誤用為 0.3μs 所致。
- ③ 平均消耗功率10mW:此數值錯誤。平均消耗功率應為 P_avg = Vce(sat) × Ic(sat) × D% = 0.4V × 1A × 0.05 = 20mW，而非 10mW。錯誤原因可能是將工作週期誤用 2.5% 計算。
Learning Tip
"此類題型核心考點為工作週期與平均功率的關聯性。常考陷阱包含：① 忘記先將頻率換算為週期（T=1/f）再計算 D%；② 計算平均功率時未乘以工作週期，直接以 Vce(sat)×Ic(sat) 得出峰值功率而誤選；③ 注意單位換算，μs 與 KHz 的對應關係。實務上，D類放大器與切換式電源均依賴此類工作週期分析來評估效率與散熱設計。"
學員答題分佈
①D%＝5%0%
②D%＝15%0%
③平均消耗功率10mW0%
④平均消耗功率20 mW0%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析！
