電子工程 113 年高等電子電路學考古題

以NPN BJT 設計如圖一之電子開關電路驅動4V-32W 的燈泡：數位輸入 Vi = +5 V 時，燈泡全亮；Vi = 0 V 時，燈泡無電流。= 39，VBEon = 0.7 V， VCEsat = 0.2 V，唯VCE 0.3 V 方可確認NPN BJT 工作於非飽和區。驅 動本開關的電流Iin 不超過5.05 mA。畫出此開關的電路並詳列分析數學 式與說明。（20 分） 圖一

圖二使用理想運算放大器，Ho(s) = Vo/Vi，Ha(s) = Va/Vi，Hb(s) = Vb/Vi， s = j2f，f = 頻率。（20 分） 若Va、Vb、Vi 已知且Vo() = aVa + bVb + cVi，則a、b、c 各以元件變數 表示之數學式為何？ 若Vo 已知，且Va = xVo，Vb = yVo，則x 與y 以元件變數表示之數學式 為何？ Ho(s)、Ha(s)、與Hb(s)各為何種濾波函數（高通、低通、帶通、全通、 帶止）？階數為何？ 圖二 4 V 32 W VCC=+5 V

圖三(a)BJT ro ，低頻頻率響應H(s)如圖三(b)數學式，s = j，為角 頻率rad/sec。（20 分） 從電路的結構與特性，定性說明（無推導、無計算）為何H(s)的分母 與分子均為s 的二階函數。 根據H(s)數學式，說明應如何處理圖三(a)電路元件以利求算AM。 已知並可證明C1 = 1/RC1C1，C2 = 1/RC2C2，則RC1 與RC2 之數學式為 何？ C1 = C2 = C 時，3-dB 頻率點L 為何？ 圖三(a) 圖三(b)

圖四回授放大器上虛線框內為基本放大器，下虛線框內回授網路 Ri<<Rsig + Ri，Ro>>Ro + RL。定義i = Ri/(Rsig + Ri)，o = RL/(Ro + RL)，推 導以下參數數學式，以圖中之變數表示。（20 分） 電壓增益Avf = Vo/Vsig， 由Rsig 往右側看之電阻Rif（不含Rsig）， 由RL 往左側看之電阻Rof（不含RL）。 圖四

圖五(a)電路中，VDD = +5 V，輸入為數位信號W 與X，輸出為數位信號 Y 與Z。數位信號為“1”時，電壓+VDD；數位信號為“0”時，電壓為零。使 用邏輯閘電路符號（circuit symbol）畫出對應於圖五(a)的數位電路，以 及對應於圖五(b)W 與X 時序之Y 與Z 隨時間變化的波形。（20 分） 圖五(a) 圖五(b)