電子工程 101 年電子學概要考古題

下圖所示電路，若其VS 輸入一振幅50 V之正弦波，圖中之二極體不是理想二極體， 是一般二極體，請以橫軸為時間，縱軸為VS及VO，試繪出輸入及輸出波形之變化並 說明之，其中R1 = R2 = 1 kΩ。（20 分） D4 D3 D1 D2 VS R1 R2 VO + + - -

一個pn接面其摻雜濃度為NA = ND = 1016/cm3，接面的截面積為100 μm2，假設本質 濃度ni = 1010/cm3。 計算接面的內建電壓（built-in voltage）。（5 分） 當未加外加電壓時，求空乏區寬度（Wdep），以及它伸展入p區及n區的寬度。（5 分） 求儲存在接面任一邊的電荷大小。（5 分） 計算接面電容Cj。（5 分） （註：矽材料之介電係數為11.7ε0 = 1.04 × 10-12 F/cm，VT = kT/q = 0.025V）

圖一使用理想之運算放大器，請推導輸出vo與輸入va、vb、v1、v2、v3間的關係。 （20 分） 120 kΩ 24 kΩ va vo 10 kΩ 60 kΩ vb 12 kΩ v1 20 kΩ v2 30 kΩ v3 圖一

請說明共射極放大器（common-emitter amplifier）在加上射極電阻於電路後，其電 路特性有何改變？（20 分）

考慮圖1 之FET放大器，若Vt (on) = 2V，′n k (W/L) = 1 mA/V2，VGS = 4V，VDD = 10V，且 RD = 3.6 kΩ。 求直流偏壓ID與VD。（5 分） 計算在偏壓點之互導gm值。（5 分） 計算電壓增益值vd/vgs。（5 分） 若FET之λ= 0.01V-1，求偏壓點之ro並計算電壓增益。（5 分） VDD RD iD vD vgs vGS VGS - + + - 圖1 101年公務人員普通考試試題 代號： 類 科： 電力工程、電子工程、電信工程 全一張 （背面） 43960 44060 44160

圖二之放大器中Vt＝1.5V、kn′(W/L)＝0.25mA/V2、VA＝50V，請求出： 電壓增益（10 分） 輸入阻抗（10 分） 圖二 +15V RD＝10 kΩ ∞ vo RG＝10 MΩ RL＝10 kΩ vi- + ∞ Rin 101年公務人員特種考試警察人員考試、 101年公務人員特種考試一般警察人員考試及 101年特種考試交通事業鐵路人員考試試題 代號： 類 科： 電力工程、電子工程 全一張 （背面） 81050 81150

下圖所示，假設電晶體之β = 100，其中RS = 10 kΩ，R1 = 5 kΩ，R2 = 5kΩ， R3 = 100 Ω，R4 = 100 Ω，R5 = 200 kΩ，I = 1 mA，試求輸入電阻Rin及差動電壓增 益VO /VS（忽略ro）。（20 分） VCC VCC Rin + RS RS R1 R2 R4 R3 VO VI VS/2 VS/2 R5 I + + + - - - - （請接背面） 101年公務人員特種考試原住民族考試試題 類 科： 電子工程 全一張 （背面）

將圖2 電路的vO表示成v1與v2的函數。（5 分） 由v1看到的輸入電阻為何？（5 分） 由v2看到的輸入電阻為何？（5 分） 由連接在兩個輸入端之間的信號源看到的輸入電阻為何？（5 分） + - - + vO v1 v2 R R R R 圖2

圖三為B 類放大器： 請說明其操作原理，並繪製輸出與輸入訊號間之轉換特性曲線（Transfer Characteristic）以解釋交越失真（Crossover Distortion）；（15 分） 請說明如何修改此電路（可加入其他電路元件），以解決交越失真的問題。（5 分） +VCC QN vI vo iL RL QP 圖三 -VCC

下圖所示電路，其輸入為VI，輸出為VO，試問此電路為何種濾波器（filter）型式？ 並請說明其原理。（20 分） VI C1 C2 VO R L + + - -

邏輯反相器的電壓轉移特性用三條直線來近似，如圖3 所示。若VIL = 1.5V，VIH = 2.5V，VOL = 0.5V，且VOH = 4V，求： 雜訊邊限NMH與NML。（7 分） vO = vI 時的vI值。（7 分） 轉態區的電壓增益。（6 分） vO VOH NMH NML VOL 0 VOL VIL VIH VOH vI 圖3

圖四使用理想之運算放大器，請求出其轉換函數（Transfer Function）。（15 分） 此電路屬於那種濾波器？請以波德圖（Bode Plot）解釋之。（5 分） R2 C R1 - + + Vo + Vi - - 圖四

下圖所示電路，V1之輸入為A+C+D，V2之輸入為(A+B)'，試問輸出Y為何？（20 分） V1 V2 Q2 Q1 Y

一功率電晶體之TJmax = 180℃，於外殼溫度50℃時可散逸50W。 若使用絕緣套環將之接到散熱器，其熱阻為0.6℃/W，散熱器溫度須為多少才能 保證在30W 安全操作？（7 分） 若環境溫度為39℃，所需的散熱器熱阻為多少？（7 分） 若一特別的鋁散熱器在停滯的空氣下每cm 長的熱阻為4.5℃/W，需要的散熱器 長度為何？（6 分）

如圖五之邏輯電路，請寫出輸出Y 與輸入A、B、C、D 間的關係式。（20 分） VDD A QPA B QPB C D QPD QPC Y A QNA QNC C QNB B D QND 圖五