電子工程 104 年電子學概要考古題

圖一表示一個具有增益值為：-100 V/V 的理想電壓放大器，訊號源電阻Rsig = 10 kΩ， 有一阻抗Z 跨接在輸入與輸出的端點上。針對Z 阻抗採用米勒（Miller）等效，試 求：輸出對輸入電壓比值Vo/Vsig。當Z = 1 MΩ電阻。（10 分）Z = 1 pF 電容， 操作頻率ω = 104 rad/sec。（10 分） 圖一

圖一(a)與圖一(b)中，RL = 1 kΩ，二極體導通時跨壓為 0.7 V，運算放大器之開路增 益 Av = 1000 V/V，兩元件之其他特性均為理想。Vs(t)如圖一(c)所示，週期T = 1 毫 秒。 畫出 Vo1(t)，並說明電路操作原理。（10 分） 畫出 Vo2(t)，並說明電路操作原理。（10 分）

一雙極性電晶體在工作區（Active region）操作時，由於電晶體材料為半導體仍有電 阻，在射極、基極、集極等區域電流流動時有較大電阻的區域為那一區域？請畫圖 說明原因。（20 分）

圖二表示一個共閘極放大器，訊號源電阻Rsig，負載電阻RL，MOS 的轉導為gm，輸 出電阻為ro。試求小訊號等效的輸出入電阻Rin、Rout，及電壓增益vo /vsig。（20 分） 圖二 i d Q RL vｏ + － Rout i Rsig vsig + － Rin Z 2 -100 1 Rsig=10 kΩ Vsig + － + － Vi Vｏ + － 104年公務人員特種考試關務人員考試、 104年公務人員特種考試身心障礙人員考試及 104年國軍上校以上軍官轉任公務人員考試試題 41840 全一張 （背面） 考 試 別： 身心障礙人員考試

圖二電路中電晶體導通時 |VBE| = 0.7 V，Q1 之直流電流增益β1 = 9，Q2 之β2 = 20， 求集極直流電流 IC1 與 IC2。分析時假設電晶體工作區必須驗證。（20 分） +16 V 圖二 Q1 RB1 60 k Ω RC1 2 k Ω RE2 2.5 k Ω RC2 5 k Ω RE1 8.4 k RB2 20 k Ω IC2 IC1 Q2 Ω 圖一(a) 圖一(b) 圖一(c) Vs(t) 1 V －1 V t (ms) Vo2(t) RL Vs(t) Vs(t) Vo1(t) RL A Ｔ 104年公務人員普通考試試題 代號： 全一張 （背面） 44150 44250 44350 圖三 圖五(a) 圖五(b)

如圖一之共射極電路，假設電晶體之gm = 20 mA/V、rπ = 2 kΩ，不考慮爾利效應 （Early effect），C1 = C2 = 2 μF、C3 = 1 μF、Rs = 5 kΩ、R1 = 5 kΩ、R2 = 5 kΩ、 R3 = 75 kΩ，求電路之極點轉折頻率（pole frequency） 1pf 、 2pf 、 3pf 及低頻下限 3dB 頻率（Lower 3dB frequency） Lf 。（20 分） 圖一

圖三表示一個差動對電路，輸入電壓（v1、v2）從電晶體（Q1、Q2）的閘極（Gate）加 入差動訊號（vid = 2 1 v v − ）及共模訊號（vicm = v1 = v2），源極外接RS電阻，輸出電壓 從RL 負載取出，兩個汲極端的電阻有些微的不匹配電阻差值ΔRD。假設電流源的內阻為 RSS，忽略電晶體輸出電阻ro。試求其差模增益Ad。（8 分）共模增益Acm。（8 分） 共模拒絕比CMRR。（8 分） 圖三

圖三MOSFET 電晶體小信號參數為 gmk 與 rok，偏壓電流源 Ik 之輸出電阻為 Rok， k = 1，2。畫出小信號等效電路，並推導電壓增益 Av = vo/vs 之數學式。（20 分）

如圖二之電路，其電晶體 BE V = 0.7 V，假設β 極大，又 R1 = R2 = 400 kΩ、R3 =100 kΩ、 R4 = 5 kΩ、R5 = 6 kΩ，求 V1、V2、V3 之電壓值。（20 分） 圖二 － + 104年公務人員特種考試警察人員、一般警察人員考試及104年 特種考試交通事業鐵路人員、退除役軍人轉任公務人員考試試題 代號： 全一張 （背面） 類 科 別： 電力工程、電子工程 80750 80850

二個CMOS 邏輯閘如圖四(a)及(b)表示。試寫出圖四(a)以A、B、C、D 為輸入， w、x、y 及z 為輸出的布林函數。（10 分）圖四(b)以A、B、C 為輸入，x 及y 為 輸出的布林函數。（10 分） 圖四

圖四振盪器使用理想運算放大器。推導電路之迴路增益（loop gain）為頻率函數， 以所得之結果說明振盪條件、振盪頻率與元件值之關係。（20 分）

一共射極放大器其等效電路如圖三所示，其中Cπ = 5 pF、Cμ= 1 pF、CL = 3 pF、RL = 6 kΩ、 β = 120、RS = 2 kΩ、gm = 30 mA/V，忽略爾利效應（Early effect）之影響，B 為基極 （Base）、E 為射極（Emitter）、C 為集極（Collector）。 求此電路之中帶電壓增益（Midband gain）AM。（5 分） 利用密勒定理（Miller theorem）求此電路之高頻上限頻率（Upper 3dB frequency）fH。 （15 分） 圖三

一個單極點放大器其增益A 為3×103 在100 kHz 及9×103 在10 kHz。試求轉折頻率 f 3dB 及單位增益頻率f t。（16 分） VDD RD RL RD+ΔRD + －vo v1 v2 Q1 Q2 RS RS RSS -VSS I D C B A A B C y x x y z w (a) (b)

圖五(a)為 JK 正反器組成之計數器，圖五(b)為單一個 JK 正反器之時序表，CLK 為頻率 8 kHz 對稱之方波時脈（clock），電路在操作之前，QAQBQC = 000。 從 QAQBQC = 000 開始，畫出 QA、QB 與 QC 之波形。（12 分） QB 與 QC 之頻率為何？（8 分） +VDD Ro1 vs Ro Ro2 vo M2 M1 I1 I2 圖四 R2 R1 R L L R vo J > K J > K J > K Q Q Q Q Q Q CLK CLK J K Q 1 QB QA QC

請以CMOS logic circuits 和Pseudo NMOS logic circuits 分別畫出 B A + = Y 之電路，其 中A、B 為輸入端，Y 為輸出端，並說明此兩種電路之優缺點。（20 分） + － + － + － gm