電力工程 111 年電子學考古題

111 年特種考試地方政府公務人員考試試題 等 別：三等考試 類 科：電力工程、電子工程 科 目：電子學 考試時間：2 小時 座號： ㈡不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。 ㈢本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。 下圖電路之電流源I = 1.6 mA，電流源的輸出阻抗RSS = 30 k。電晶體 參數：(W/L)n = 100，(W/L)p = 200，nCox = 0.3 mA/V2，pCox = 0.1 mA/V2， VAn = VAp= 25 V。 ㈠求算差模電壓增益Ad = vO / (vG1vG2)。（10 分） ㈡求算共模電壓增益|Acm|。（10 分） vG1 vG2 M1 M2 M3 M4 I vO 下圖電路2R1 = 100 k，R2 = 1 M，R3 = R5 = 1 k。 ㈠當R4 = R6 = 4 k，求算差模電壓增益[vO / (vI2vI1)]。（10 分） ㈡當R4 = 4.2 k，R6 = 4 k，求算共模電壓增益。（10 分） 2R1 vO R2 vI1 vI2 R2 R3 R4 R5 R6 vA vB 下圖電路VDD=5V，R=100k。晶體參數：kn’(W/L)1=kp’(W/L)2=0.5mA/V2， Vt= 0.5 V。當VA= 50 V，求算小訊號增益Av = vD/ vG 及小訊號輸入阻抗 Rin。（20 分） R M1 vD vG M2 VDD Rin 下圖電路VDD = 10 V，RD = 5 k，RG = 12 k，RL = 20 k，CC1 = CC2 = 。電晶體參數：Vt = 2 V，kn’(W/L) = 0.2 mA/V2，VA = 50 V。 ㈠忽略通道調變效應，計算電晶體直流電流ID。（8 分） ㈡計算小訊號輸入阻抗Rin。（12 分） vo vi CC1 RG RD CC2 RL VDD Rin 下圖電路R1 = 100 k，R2 = R = 1 M，C = 10 nF，運算放大器的飽和輸 出電壓為10 V，求算vO 頻率。（20 分）

圖中放大器電路的電阻參數如下：R1 = 140 kΩ、R2 = 60 kΩ、RD = 5 kΩ、 RS = 1 kΩ、RL= 8 kΩ，N 型MOSFET 的門檻電壓VTN = 0.8 V、導電參數 Kn = 1 mA/V2 且通道常數調變參數λ = 0。假設電容C1 和C2 都足夠大， 其交流阻抗等於零，求： ㈠MOSFET 直流工作點的電壓與電流VGS =？、VDS =？、ID =？（6 分） ㈡畫出放大器的小訊號等效電路。（6 分） ㈢小訊號電壓增益Av = vo/vin =？（8 分） （使用伏特（V）為電壓單位、毫安培（mA）為電流單位，所有值計算 到小數點後第二位（四捨五入）。） vo RS R1 R2 RD +10 V RL + _ C1 C2 vin

如圖顯示B 類放大器電路，RL=15 Ω、vin=15 sin(2 πft)V，假設兩個電晶 體都為理想元件，基極與射極的導通電壓等於零（VBE(on) = 0），求： ㈠負載RL 的平均功率。（6 分） ㈡電晶體Qn 消耗的平均功率。（6 分） ㈢放大器電路的效率。（8 分） （使用瓦特（W）為功率單位，計算到小數點後第一位（四捨五入）； 電路的效率計算到小數點後第二位（四捨五入）。） vin Qn RL +30 V -30 V Qp vL + _

如圖顯示多諧振盪器電路，R1= 2 kΩ、R2= 1 kΩ、R3= 10 kΩ、C= 10-6F， 兩個運算放大器均為理想，其輸出電壓的範圍均為-12 V ~ +12 V，OP1 設計為積分器；OP2 設計為史密斯觸發比較器。 ㈠求使vO 改變極性的vx 臨界電壓。（6 分） ㈡使用相同的時間軸，畫出vx 與vO 波形。（8 分） ㈢求此多諧振盪器的振盪頻率。（6 分） + - R3 vO R2 vx + - R1 i1 C OP1 OP2

㈠繪出以CMOS 邏輯電路組成之互斥或閘（XOR）。（10 分） ㈡繪出以CMOS 組成之邏輯電路，其輸出Y 的布林邏輯函數為： Y A B C 。（10 分） （請以下列電路符號分別表示PMOS 與NMOS） PMOS NMOS