電子工程 110 年電子學概要考古題

假設圖一電路中的二極體為理想二極體，試描述此電路的轉換特型，即 描述在不同輸入電壓υI 值的情況下，其所對應輸出電壓υO 的值為何？ （20 分）

如圖二的電路，若υsig 為一個小的弦波信號，平均為零，而此電晶體的 為100。（20 分） ㈠當射極電流和集極電壓分別為0.5 mA 和5 V 時，請求RE 和RC 值。 ㈡當RL = 10 k，且爾利電壓（Early voltage）VA = 99 V 時，請畫出放大 器的小信號型等效電路，並求整體的電壓增益。 υO υsig RC +- RE +15 V -15 V RL Rsig = 2.5 k 圖二 圖一 10 kΩ 10 kΩ 10 kΩ 5 V 5 V + - + - + - + - υI υO D1 D2

圖三為一IC 源極隨耦器，當NMOS 電晶體的kn = 160 A/V2，爾利電 壓（Early voltage）VA = 20 V，= 0.2，W/L = 100，且過驅電壓（overdrive voltage）VOV = 0.5 V。（20 分） ㈠請求此電路的電壓增益Aυo 和輸出電阻RO 值。 ㈡若接上1 kΩ 負載電阻時，電壓增益將變為多少？

圖四為共源極（CS）放大器的高頻等效電路模型。若信號源內部電 阻Rsig = 100 k，同時放大器具有RG = 4.7 M、RD = RL = 15 k、 gm = 1 mA/V、ro = 150 k、Cgs = 1 pF 及Cgd = 0.4 pF。（20 分） ㈠請求出此放大電路的中頻增益AM、上3-dB 頻率fH 以及零點頻率值。 ㈡若用另一個具有同樣大的Cgs 但小一點Cgd 的MOSFET 去替換原本的 電晶體，若想達到1 MHz 的fH，求Cgd 最大可為多少？ 圖三 B υi G VDD RL I υgs υbs υo + - - + 圖四 Vo Vsig +- Rsig RG ro RD RL + - υgs Cgs gmVgs Cgd G + - S D

請回答下列問題： ㈠請畫出三輸入NAND 閘的CMOS 電路。（10 分） ㈡請畫出圖五中PDN 相對應的PUN 電路，然後畫出完整的CMOS 邏輯 電路。又此電路所實現的布林函數為何？（10 分） 圖五 A B C Y