電力工程 98 年電子學考古題

如圖一所示電路，求分枝電流（branch currents）i1、i2、i3與輸出電壓vo。另外，i2與 i3差異之電流來自何處？（16 分） 圖一

如圖1 所示的差動放大器，將R2與R4更換成兩個相等的電容C，並且令R1＝R3＝R。使 用重疊定理證明此電路等同一差動積分器υo＝(υ2－υ1)/sCR。（20 分） 圖1 － υo + υ1 υ2 R1 R3 C R4 C R2

如圖二所示電路，求分枝電流I1、ID與節點電壓VG、VD、VS。其中電晶體之Vt＝1 V， k’n(W/L)＝1 mA/V2，通道調變可忽略。（20 分） RD＝8 kΩ VDD＝+10 V RS＝8 kΩ VS VD VG ID I1 RG1＝20 MΩ RG2＝20 MΩ 圖二

試求圖2 之震盪器的頻率。放大器的電壓增益應如何設定？若改用運算放大 器來取代BJT 的放大器，請重新繪製其電路圖。（20 分） +12 V Vout 0.01 µF 0.1 µF 5 mH C1 C2 L C3 C4 R2 R4 R1 R3 C5 圖2 98年公務人員特種考試警察人員考試、98年特種考試交通事業 鐵路人員考試及98年公務人員特種考試民航人員考試試題 代號：50760 類 科： 電力工程 全一張 （背面）

如圖三所示之主動負載CE放大器，定電流源I由一pnp電晶體組成。令I＝0.1 mA，兩 電晶體之|VA|＝40 V，β＝200，求Ri、ro、gm及放大器電壓增益Av。（20 分） 圖三 vo vi Q1 Q2 I VBIAS 98 年公務人員、關務人員升官等考試試題 代號： 類 科： 電力工程、電子工程 全一張 （背面） 35850 35950

如圖3 所示，為使用MOSFET的共源極放大器，試求VGS，ID，VDS及交流輸出電壓 。假設此元件VGS＝4 V時，I D(on)＝200 mA, VGS(th)＝2V, gm＝23 mS，交流輸入訊號 Vin＝20 mV。（20 分） VDD +15 V RL 33 kΩ Vin Vout 10 µF 10 µF C2 C1 R2 8.2 kΩ RD 3.3 kΩ R1 47 kΩ 圖3

如圖四所示之一MOS差動對（differential pair）電路工作在1 mA之偏壓電流，電晶體 之W/L＝100，k’n＝0.1 mA/V2，而RD＝5 kΩ，RSS＝25 kΩ，電路完全匹配（perfectly matched）。 若輸出以單端（single-endedly）取出，求差動增益（differential gain）、共模增益 （common-mode gain）、共模拒絕比（common-mode rejection ratio）（以dB 表 示）。（10 分） 若輸出以差動方式（differentially）取出，重複各項所求。（10 分） 圖四 - + vo -VSS vicm vicm vo1 vo2 Q2 Q1 I RSS RD RD VDD

如圖4 所示，試求出IC，VCE，如果β＝100，說明這個電晶體是否工作在飽和區？ 如果β＝50，說明這個電晶體是否工作在飽和區？此偏壓電路是否對β的變化具有 穩定度？（20 分） VCC +10 V R1 47 kΩ RC 4.7 kΩ RE1 470 Ω RE2 470 Ω R2 10 kΩ 圖4

如圖五所示之電壓對電流轉換器電路（voltage-to-current converter），經電阻器RF使用 串串聯回授（series-series feedback）。MOSFET尺寸如圖所示，k’n＝25 µA/V2， |Vt|＝1 V，|VA|＝100 V。 求迴路增益（loop gain）夠大時之Io/Vs。（12 分） 若輸出電壓由Q5的源極取出，求閉迴路電壓增益（closed-loop voltage gain）。 （12 分） - RF 10 kΩ Rs＝10 kΩ 0.8 mA 0.2 mA Q2 36/10 Q5 200/10 Io Q4 Q3 Q1 36/10 Vs +5 V 圖五

試求圖5 之總電壓增益，電晶體Q1與Q2之電流增益，β=150。（20 分） Vs VCC +10 V RE2 470 Ω Q1 10 µF RE1 470 Ω Rs 600 Ω R2 10 kΩ Vin C1 R1 47 kΩ Vout RC 4.7 kΩ RC1 4.7 kΩ VCC +10 V Vout C3 RE4 470 Ω C2 100 µF RE3 470 Ω R4 10 kΩ Q2 10 µF R3 47 kΩ C2 100 µF 10 µF C3 RL 47 kΩ 圖5