電子工程 109 年電子學概要考古題

圖一所示之理想運算放大器。 請詳細推導第一級放大器的電壓增益（vo1 / v1）方程式。（10 分） 請詳細推導第二級放大器的電壓增益（vo2 / vo1）方程式。（10 分） 整體的放大器電壓增益（vo2 / v1）方程式為何？（5 分）

分析下圖（A）之電路，若 iv 為週期信號如下圖（B）所示。運算放大器 之輸入阻抗為無窮大，輸出阻抗為0 Ω，二極體之導通電壓為0.7 V， o v 之 初始電壓為0 V。（每小題10分，共20分） 若運算放大器之增益為無窮大，試求 o v 之穩態電壓。 若運算放大器之增益為10 V/V，試求 o v 之穩態電壓。 vi vo 0V 1V 2V -3V (A) (B)

試求下圖電路之低頻電壓增益（包含三個極點）。（25 分）

圖二所示之二極體電路。 二極體的導通電壓皆為VD，當輸入交流電壓vin 大於VD，每個二極體的 狀態為何？（10 分） 請詳細推導二極體D2 所承受之逆偏峰值電壓。（10 分） 此電路屬於那一種形式？半波整流器全波整流器倍壓整流器。（5 分） R1 R2 R3 R4 v1 vo2 vo1 vin vs vs R D2 vo D1 圖一 圖二

分析下圖之電路。若放大器之輸入阻抗為無窮大，輸出阻抗為0 Ω，增益為 100V/V，輸入偏移電壓（Offsetvoltage,Vos）=10mV，   6 = 1sin 10 iv t (Volt)，   6 = sin 10 o v t    。（每小題10分，共20分） 若R = 10 kΩ，C = 1 μF，試求及（單位為Volt）。 若R = 100 Ω，C = 100 pF，試求及（單位為Volt）。 vi Vos vo C R | 45150

試求下圖電路之震盪條件及震盪頻率。（25 分） ⇀ ⇀ ⇀ 80920

圖三所示之BJT 放大器小信號電路。 請詳細推導輸入電阻Rin。（用β、re、Re、RB 表示）（10 分） 請詳細推導電壓增益（vo / vi）。（用α、re、Re、RC、RL 表示）（10 分） 請詳細推導整體電壓增益（vo / vsig）。（用α、re、Re、RC、RL、Rin、Rsig 表示）（5 分） 圖三

分析下圖之電路，若電晶體之電流可表示為 exp BE C S T V I I V  ，電晶體之 ，輸出阻抗（ro）值可忽略。若IB1 = IB2 = 0.5 mA，VT = 25 mV， R = 100 Ω， 16 2 1 3

試畫出串聯及並聯式回授放大器電路之結構圖，並求出其輸入電阻及輸 出電阻。（25 分）

邏輯電路設計。 請用PMOS 與NMOS 電晶體，設計具備上拉網路（pull-up network）與 下拉網路（pull-down network ）之邏輯電路，其布林代數為 Y A B C D     ，請畫出電路圖。（15 分） 請寫出真值表。（10 分） RB RL vo Re Rsig vsig vi Rin re αie C E RC B

5 10 A 4 s s s s I I I I       。（每小題10分，共20分） VB1 =？ VB2 =？ VCC IB1 IB2 Q1 Q2 Q3 Q4 R VB1 VB2 四、下圖電路中若電晶體M1-M2皆操作於飽和區，且電晶體之轉導值（gm）皆 為10 mA/V，忽略電晶體之輸出阻抗（ro）。 請說明本電路之輸入端及輸出端分別採用何種回授組態？（5分） 試求 o i v v =？（需標註正負號，全對計分。）（10分） 試求Rout =？（5分） vi vo 1kΩ 99kΩ 10kΩ 10kΩ M2 M1 VDD Rout | 45150

假設β=100，試進行下圖電晶體電路之直流分析。（25 分）

圖四運算放大器具有理想特性，v1 ~ v4為小訊號輸入電壓，R1 = 1 kΩ， R2 = 2 kΩ，R3 = 3 kΩ，R4 = 4 kΩ，R5 = 5 kΩ，Rf = 6 kΩ，RL = 7 kΩ，vo 與v1 ~ v4之關係為何？（20分） 圖四

分析以下之邏輯電路。若三個D型正反器輸出的初始值Q1, Q2, Q3皆為邏 輯1, CLK為頻率1 MHz的方波時脈信號。 若S的輸入為邏輯0，試繪出Q1的波形，並求其輸出週期。（5分） 承上，D型正反器輸出的電壓位準為1 V（邏輯1）及0 V（邏輯0），若電 容C = 1 pF，試求電容的動態功率消耗。（10分） 若S的輸入為邏輯1，試繪出Q1的波形，並求其輸出週期。（5分） Q Q ck D Q Q ck D Q Q ck D S Q1 Q2 Q3 CLK CLK C