108年 - 108 高等考試_三級_電力工程、電子工程、電信工程：電子學#77733

一、圖一(a)電容 C 之電壓 vC(t)，已知 v_C(0) = 0，τ = RC，二極體 D 具有理 想特性，導通電壓為 0 V，v_S(t) 為從 t = 0 開始，週期 T 之方波如圖 一(b)，e ^–Τ/2τ = 0.9，–3 V 直流電池之內阻 R_S << R，且τ_S = R_SC << T。在 0 < t < 2T 區間，推導並畫出 v_L(t)之波形。（20 分）

二、圖二放大器中，Q₁ 與 Q₂ 製程參數為 k_n’ = 2kp’ = 2 mA/V，(W/L)_p = 18×(W/L)_n = 360，|V_tn| = 1.2 V，|V_tp| = 0.8 V，不考慮 Early effect。使 Q₂ 具放大器功能時，推導並畫出 v_I - v_O 轉換曲線，須註明範圍以及線段之斜率。 （20 分）

三、圖三放大器僅顯示交流分析所需要的元件，電晶體參數 g_m = 30 mA/V， r_π = 2 kΩ，r_o = 36 kΩ。R_S = 12.6 kΩ，R_B1 = R_B2 = 36 kΩ，R_C1 = R_C2 = 4 kΩ， R_E1 = R_E2 = 1 kΩ，R_L = 0.9 kΩ，C_E → ∞。⑴ C_C1, C_C2, C_C3 之容值均→ ∞， 求算電壓增益 A_v = vo/vs。 （10 分）⑵ C_C1 = 25/18 μF，C_C2 = 25/27 μF, C_C3 = 20/23 μF，估算增益頻率響應之低頻 3-dB 點，可利用 10/π ≈ 3.18 計算 近似結果。（10 分）

四、圖四放大器 R₁ = R₃ = R_o2 = 1 kΩ，R_i1 = R₂ = 2 kΩ，R_i2 = 8 kΩ，R_o1 = 7 kΩ， A₁ = 10 V/V，A₂ = 5 V/V。求算放大器之輸入電阻 R_if、輸出電阻 R_of、以 及電壓增益 A_v = v_o/v_s。（20 分）

五、圖五邏輯閘電路輸入訊號 v_I 之高、低電位分別為+5V、0V，CL 為負載電 容，電晶體之|V_A| → ∞，不考慮 body effect，其中 Q₁ 與 Q₂ 之β = 50，且 導通時|V_BE| = 0.7V；Q_P 與 Q_N 之臨界電壓|V_tp| = |V_tn| = 0.8 V，k_n = 2.5kp = 0.2 mA/V²，(W/L)_n = 1。⑴在 v_I = +5 V 與 0 V 的穩態時，v_O 之電位、 Q_P 與 Q_N 之工作區各為何？（10 分）⑵ v_I = +2.5V 為此邏輯閘的臨界 電壓，此時所有晶體導通，Q_P 與 Q_N 電流相同，Q₁ 與 Q₂ 集極電流亦相 同，求算(W/L)_p 之值與 Q₁ 集極電流。 （10 分）