電力工程 109 年電子學概要考古題

圖一中以理想方波（虛線）vi(t)測試電壓增益為+1之放大器A 與B 的頻 率響應，所得輸出分別為vA(t)與vB(t)，放大器工作於線性區。對輸入信 號頻率而言，判斷A 與B 兩放大器各具有低通（low-pass）、高通（high- pass）、帶通（band-pass）、帶止（band-stop）或全通（all-pass）中那一種 頻率響應特性，並比較放大器A 或B 之頻寬大小，必須說明所做判斷之 理由。（20分） 圖一

分析下圖（A）之電路，若 iv 為週期信號如下圖（B）所示。運算放大器 之輸入阻抗為無窮大，輸出阻抗為0 Ω，二極體之導通電壓為0.7 V， o v 之 初始電壓為0 V。（每小題10分，共20分） 若運算放大器之增益為無窮大，試求 o v 之穩態電壓。 若運算放大器之增益為10 V/V，試求 o v 之穩態電壓。 vi vo 0V 1V 2V -3V (A) (B)

試求下圖電路之低頻電壓增益（包含三個極點）。（25 分）

圖二整流電路使用理想二極體，初級圈與次級圈數比Na：Nb = 10：1， 次級圈抽頭位置圈數比N1：N2 = 4：1。Vin(t)為有效（均方根）值100 V 之正弦波。畫出輸出於負載RL 之VL(t)波形，並計算其直流電壓VLdc 與 有效電壓值VLrms。（20分） 圖二

分析下圖之電路。若放大器之輸入阻抗為無窮大，輸出阻抗為0 Ω，增益為 100V/V，輸入偏移電壓（Offsetvoltage,Vos）=10mV，   6 = 1sin 10 iv t (Volt)，   6 = sin 10 o v t    。（每小題10分，共20分） 若R = 10 kΩ，C = 1 μF，試求及（單位為Volt）。 若R = 100 Ω，C = 100 pF，試求及（單位為Volt）。 vi Vos vo C R | 45150

試求下圖電路之震盪條件及震盪頻率。（25 分） ⇀ ⇀ ⇀ 80920

利用NAND 與NOT 兩種邏輯閘電路設計編碼器，總邏輯閘數目不超過 6個，將十進位數0、1、2、3以二進位表示之AB，分別編碼為十進位數 2、3、1、0之二進位輸出XY 表示，A、B、X、Y 是0或1之布林變數（Boolean Variables），必須說明設計的過程。（20分） 43860

分析下圖之電路，若電晶體之電流可表示為 exp BE C S T V I I V  ，電晶體之 ，輸出阻抗（ro）值可忽略。若IB1 = IB2 = 0.5 mA，VT = 25 mV， R = 100 Ω， 16 2 1 3

試畫出串聯及並聯式回授放大器電路之結構圖，並求出其輸入電阻及輸 出電阻。（25 分）

圖三為放大器的小訊號等效電路，輸出與輸入電壓v1、v2與電流i1、i2如 圖右之矩陣關係式表示，gm = 4 mS，RE = 1 kΩ，rߨ = 1 kΩ，ro = 5 kΩ， 試求a、b、c 與d 之值，必須標明單位。（20分） 圖三

5 10 A 4 s s s s I I I I       。（每小題10分，共20分） VB1 =？ VB2 =？ VCC IB1 IB2 Q1 Q2 Q3 Q4 R VB1 VB2 四、下圖電路中若電晶體M1-M2皆操作於飽和區，且電晶體之轉導值（gm）皆 為10 mA/V，忽略電晶體之輸出阻抗（ro）。 請說明本電路之輸入端及輸出端分別採用何種回授組態？（5分） 試求 o i v v =？（需標註正負號，全對計分。）（10分） 試求Rout =？（5分） vi vo 1kΩ 99kΩ 10kΩ 10kΩ M2 M1 VDD Rout | 45150

假設β=100，試進行下圖電晶體電路之直流分析。（25 分）

圖四運算放大器具有理想特性，v1 ~ v4為小訊號輸入電壓，R1 = 1 kΩ， R2 = 2 kΩ，R3 = 3 kΩ，R4 = 4 kΩ，R5 = 5 kΩ，Rf = 6 kΩ，RL = 7 kΩ，vo 與v1 ~ v4之關係為何？（20分） 圖四

分析以下之邏輯電路。若三個D型正反器輸出的初始值Q1, Q2, Q3皆為邏 輯1, CLK為頻率1 MHz的方波時脈信號。 若S的輸入為邏輯0，試繪出Q1的波形，並求其輸出週期。（5分） 承上，D型正反器輸出的電壓位準為1 V（邏輯1）及0 V（邏輯0），若電 容C = 1 pF，試求電容的動態功率消耗。（10分） 若S的輸入為邏輯1，試繪出Q1的波形，並求其輸出週期。（5分） Q Q ck D Q Q ck D Q Q ck D S Q1 Q2 Q3 CLK CLK C