電子工程 106 年電子學考古題

圖一(a)為一個小訊號的弦波（Vp）偏壓在一個直流電壓（V0），其數學式為 t V V t V p ω cos ) ( 0 + = 。將此訊號跨接到二極體的順向偏壓，如圖一(b)表示，在順向偏 壓條件下，此二極體的電壓（v）及電流（i）的關係為： T V v Se I i / = 。假設小訊號條 件成立： p V <<VT，試求出此二極體的輸出電流（ID）。（答案請用Vp、VT、V0、 SI 、 ω 表示）（20 分） (a) (b) 圖一

請求圖二(a)(b)(c)的小訊號電壓增益（Vout / Vin），電晶體M1 及M2 的轉導為gm1 及gm2， （注意箭頭方向：NMOS 或PMOS）。圖二(a)及(b)的輸出電阻ro 忽略不計，圖二(c) 的輸出電阻ro1 及ro2 必須考慮在答案中。（20 分） (a) (b) (c) 圖二 Vp V(t) V0 t v t t i ID Ip VDD VDD VDD Vout Vout Vout Vin Vin Vin M1 M1 M1 M2 M2 M2 RD V0 106年公務、關務人員升官等考試、106年交通 事業鐵路、公路、港務人員升資考試試題 代號：25950 等 級： 薦任 類科（別）： 電力工程、電子工程 科 目： 電子學

請求圖三電路的電壓增益（Vout / Vin），假設運算放大器為理想元件。接著，請依下列 兩種情況：㈠R1C1 > R2C2，㈡R1C1 < R2C2 分別畫出電壓增益的大小對頻率關係圖，兩 圖中皆必須標示增益的數值及轉折的頻率點。（20 分） 圖三

通常衡量一個製程技術的先進與否，採用電晶體的截止頻率（fT）來評價。當小訊號 的電流增益為1 時的頻率即為截止頻率。如圖四(a)、(b)分別表示為BJT 及MOS 電 晶體於計算電流增益的電路圖。請計算MOS 及BJT 電晶體的截止頻率（fT）。（20 分） { BJT 電晶體小訊號參數：gm、rπ、Cπ，忽略Cμ；MOS 電晶體小訊號參數：gm、Cgs，忽略Cgd } (a) (b) 圖四

在記憶體的晶片中，大部分採用NOR 及NAND 的邏輯閘。請設計有三個輸入端（A、 B、C）及一個輸出端（Y）的NOR 及NAND 的邏輯閘。這兩個邏輯閘採用CMOS 製程技術，請畫出用電晶體製作的電路圖（必須包括NMOS 及PMOS），答案必須清 楚標示輸入及輸出的位置於電路圖中。此外，因為記憶體是採用相同的製程，所以 通道長度相同（LN = LP），為了讓邏輯閘有相同的上升及下降的時間，必須設計不同 的通道寬度，請標示NMOS 及PMOS 的通道寬度（WN 及WP）相對比例關係於NOR 及NAND 的邏輯閘，假設電子及電洞的遷移率為μn = 2μp。（20 分） Vout Vin C1 C2 R1 R2 Vin Vin Iout Iout Iin Iin Q1 M1 ac GND ac GND