電子工程 102 年高等電子電路學考古題

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1 n th GS DS DS DS n th GS n n th GS DS n th GS n D V V V V V V V L W k V V V V V L W k I (a) (b) 一、圖一為二極體電路，其輸入為50 V rms、60 Hz 之電源，設二極體為理想。 請繪出輸入電壓波形、輸出電壓（Vout）波形，並求輸出峰值電壓。此電路功能為 何？（12 分） 求輸出信號的直流電壓，請詳細列出推導過程。（5 分） 圖中所使用的二極體，其最小可承受之峰值反向電壓（peak inverse voltage）為何？ （3 分） 圖一 二、圖二(a)是一個CMOS 邏輯閘，其中VDD=5 V，臨界電壓Vth(n)=–Vth(p)=1 V， kn '=kp '=0.2 mA/V2，負載電容CL=2 pF，各電晶體的W/L=1。NMOS 的電流電壓關 係式如圖二(b)。 請列出輸出Y 與輸入A 及B 的關係。請問這是什麼邏輯閘？（5 分） 一個邏輯閘的下降傳遞延遲（propagation delay）tPHL 定義為從初值下降至初值 50%所需時間，計算此邏輯閘的tPHL。（請注意，tPHL 值會受到輸入組合的影響） （10 分） tPLH 定義為從初值上升至終值50%所需時間，請問此邏輯閘之tPLH 為何？（請注 意，Q3 與Q4 為串聯，同時導通時可視為單一PMOS，而其通道長度為Q3 與Q4 通道長度之和）。（5 分） 圖二 D2 D1 Vout + − + − 50 V rms 10 kΩ 10 kΩ 10 kΩ 102年公務人員高等考試一級暨二級考試試題 類 科： 電子工程 全一張 （背面）

圖三中之運算放大器皆為理想放大器，飽和輸出電壓為±10 V。 圖三(a)為Schmitt 觸發器，求臨界電壓，並畫出轉換曲線。（10 分） 圖三(b)為三角波振盪器（triangular-wave generator），其中左邊運算放大器電路 為比較器。試繪出Vout 波形，並求出此振盪器之振盪頻率。（10 分） 圖三

圖四中之運算放大器為理想放大器。 推導此電路之轉移函數（Vout/Vin），此電路為何種濾波器？（8 分） 求直流增益及3 dB 頻率。（4 分） 求R1、R2 及C 的值，使此電路輸入電阻為1 kΩ，直流增益為40 dB，且3 dB 頻 率為4 kHz。單位增益（unit gain）頻率為何？（8 分） 圖四

考慮圖五的差動放大器。電路中VT=25 mV，VBE(active)=0.7 V。此差動放大器的直流 基極電壓為0 V。 假設Q1 及Q2 之α值為α1=α2=0.98，求電壓增益Vout/Vin。（10 分） 假設α1=0.980，α2=0.975，求其輸出之直流差動電壓VOUT。（10 分） + R1 Vout – R2 C Vin + – Vout Vin (a) (b) + R1 Vout – 0.022 μF 22 kΩ + – 18 kΩ R3 C R2 56 kΩ R2 20 kΩ R1 10 kΩ Vout 2.2 kΩ RE 3.3 kΩ RC1 +15 V 3.3 kΩ RC2 −15 V Vin Q1 Q2 + + – – 圖五