電力工程 112 年電子學考古題

如圖一所示的二極體電路，電路中每個二極體的切入電壓（cut-in voltage） Vγ 皆為0.7V。試求ID1、ID2、ID3、VA 及VB。（25 分） 圖一 R1=5kΩ R2=5kΩ D1 D3 R3=5kΩ ID1 D2 ID2 ID3 +14V +5V −5V VA VB

如圖二所示的差動放大器電路，電晶體參數分別為Kn1=Kn2=0.1mA/V2， Kn3=Kn4=0.3mA/V2，λ1=λ2=0，λ3=λ4=0.02V-1，VTN1= VTN2= VTN3= VTN4= 1V。 試求差模增益Ad= vo2/vd、共模增益Acm=vo2/vcm、及共模斥拒比（CMRRdB）。 （25 分） 圖二 M4 vGS4 + _ V−=−10V V+=10V RD 16kΩ vo1 M1 RD 16kΩ vo2 M2 M3 v2 v1 IQ ID1 ID2 R1 30kΩ I1

如圖三所示的A 類源極隨耦器電路，電路中所有的電晶體參數皆相同，參 數為VTN = 0.5V，Kn=12mA/V2，λ=0。試求電路運作於線性區間之最大的 輸出電壓、最小的輸出電壓、及與它們（最大及最小的輸出電壓）相對應 的輸入電壓值。（25 分） 圖三 M1 −5V +5V R 1kΩ RL 1kΩ M2 M3 vo vI

如圖四所示的空乏型負載NMOS 反相器，其中VDD=3V，且電晶體參數為 kn ' =100μA/V 2，VTND = 0.4 V，VTNL = −0.8 V，(W/L)D = 6，(W/L)L = 2。忽略 本體效應（body effect）。試求反相器的最大功率消耗、電晶體MD 及ML 分別工作於過渡點（transition point）時的輸入電壓VIt、輸出電壓VOt、及 當輸入電壓vI = 3V 時的輸出電壓vo。（25 分） 圖四 ML VDD MD vo vI + − + vDSL − + vDSD − vGSD iDL iDD

有一個串並（series-shunt）回授放大器如圖五所示，在此我們使用一個 差動放大器，此差動放大器的增益= 103，輸入電阻Rid = 200 k，輸出 電阻ro = 2 k。在此電路中，RS = 20 k、RL = 2 k。 ㈠請說明為何此電路為一個負回授電路？（6 分） ㈡假設理想的回授放大器增益Af = Vo/Vs = 20 V/V，其所需的回授因數 （feedback factor）為何？如果R1 = 2 k，R2 應該為何？（6 分） ㈢請畫出完整的A 電路，其中R1 與R2 為㈡中所計算出之結果帶入，使 用此電路計算A、Ri 與Ro，並計算出此回授放大器之實際Af、Rin 與 Rout。（8 分） + - RS R2 R1 RL Rout Rin VS VO μ 圖五