電子工程 103 年高等電子電路學考古題

圖一為折疊式疊接放大器（folded cascode amplifier），假設所有MOSFET 電晶體之 小信號參數均為gm = 1.0 mA/V、ro = 200 kΩ、且CL = 2 pF，試回答下列問題： （每小題5 分，共20 分） 放大器輸出電阻（output resistance）Ro = Rop // Ron =？ 放大器電壓增益（voltage gain）=？ 放大器主極點頻率fp（dominant pole frequency）=？ 放大器單增益頻率ft（unity-gain frequency）=？ 圖一

如圖二之電路，若迴路增益遠大於1 (loop gain βA >> 1)，試回答下列問題： （每小題10 分，共20 分） 此電路轉導（circuit transconductance）Gm = Io / Vs 之表示式？ 試求出RE 之電阻值，使得Gm = 1 mA / V。 圖二 Q4 VDD Q9 I -VSS Rop Q5 VBP2 Q4 Q6 Q8 CL V+ Vo Ron VBP1 V- Q7 RS VS Rin RC IO Rout RE Q2 Q1 Q2 Q3 Q10 ＋ － 103年公務人員高等考試一級暨二級考試試題 全一張 （背面）

圖三為達靈頓耦合對（Darlington pair）電路，請忽略所有電晶體之or ，並以小信號 分析（ er r , , π β ）回答下列問題：（每小題5 分，共20 分） Rin 的表示式？ Rout 的表示式？ 電壓增益Vo / Vsig 的表示式？ 已知 mA 2 2 = E I 、 50 2 1 = = β β 、 Ω = k 1 E R 、 Ω = k 50 sig R ，試計算 ? = out R 圖三

圖四為疊接式電流鏡（cascode current mirror）電路，假設所有的電晶體之參數均為： V 7.0 = tV 、 2 V / μA 350 = ox nC μ 、 V 8.1 = A V 、 20 = L W ，且Iref ＝100 μA。請忽略電晶體 Q3 與Q4 的基體效應（body effect），試計算：（每小題5 分，共20 分） Q1 閘極端點的直流電壓值VG1 =？ Q4 閘極端點的直流電壓值VG4=？ 最小的輸出直流準位Vo, min=？ 輸出電阻Ro =？ 圖四

假設一CMOS 邏輯布林函數（Boolean function）為：Z= ) )( ( C B A E D + + + ，試回 答下列問題： 試繪出此邏輯布林函數之CMOS 電晶體層級電路圖。（10 分） 如中假設所有PMOS 電晶體閘極之寬長比均為 12 = ⎟⎠ ⎞ ⎜⎝ ⎛ P L W ，且所有NMOS 電晶 體閘極之寬長比均為 10 = ⎟⎠ ⎞ ⎜⎝ ⎛ N L W ，試繪出此邏輯電路之等效反向器電路。（5 分） 並求出該等效反向器電路CMOS 電晶體之 eq P L W , ⎟⎠ ⎞ ⎜⎝ ⎛ 及 eq N L W , ⎟⎠ ⎞ ⎜⎝ ⎛ 分別為？（5 分） VCC Rsig Vsig Rin Q1 RE -VEE Rout VO Q2 Iref Rref Q4 Q1 Q3 Q2 Io Vo Ro ＋ －