101年 原住民特考 五等 電子工程 電子學大意 試卷

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101年公務人員特種考試原住民族考試試
別:五等考試
科:電子工程
目:電子學大意
考試時間: 1 小時 座號:
※注意: 本試題為單一選擇題,請選出一個正確或最適當的答案,複選作答者,該題不予計分
本科目共40 題,每 2.5 分,須 2B 鉛筆在試卡上依題號清楚劃記於本試題上作答者不予計分。
可以使用電子計算器。
代號:3508
頁次:8
1
1 在二極體的I-V關係式ID = IS(-1)中,V
TD VV /
eT為:
爾利(Early)電壓 熱(thermal)電壓
臨界(threshold)電壓 偏移(offset)電壓
2 相較於開路(open circuit)的 pn 接面,逆偏下的 pn 接面:
空乏區寬度減少 擴散電流(diffusion current)增加
空乏區內的位能障礙增加 空乏區內的空間電荷減少
3 利用何種物理實驗效應可以判定出半導體是屬於正(P)型或負(N)型?
霍爾(Hall)效應 光電效應
黑體輻射效應 磁鐵磁性吸引效應
4 P-N接面二極體之導通電壓為 0.7 V,且導通電阻值為 0 。若Vi = 5sinωt (V),且電容之初始電壓
0 V,假設不考慮電容內阻,下列敘述何者最正確?
Vi
D1
RC Vo
ω越小,Vo之峰值(peak value)不變,谷值(bottom value)變小
電容越小,V之漣波(ripple)越小
o
ω越大,漣波越大
電阻越大,V之漣波越大
o
5 雙極性接面電晶體(BJT)在主動區(active region)操作下,其偏壓方式為:
BE間逆偏,CB間順偏 BE間順偏,CB間逆偏
BE間及 CB間均逆偏 BE間及 CB間均順偏
6 如圖所示放大器,若電晶體操作於順向主動區forward active region)且忽略爾利效應(Early effect),
Vi為輸入,Vo為輸出,下列敘述何者最正確?
該放大器為同相放大器
增加直流偏壓Vb可增大增益
減低電阻值(R)可增加電晶體電流
Vi
Vo
VCC
R
Vb
+
-
提高VCC可增加增益
代號:3508
頁次:8
2
7 若一BJT之射極接面為順向偏壓,其集極端為開路致IC =0,則此電晶體工作在那一個工作模式?
主動模式(active mode 反向主動模式(reverse active mode
截止模式(cutoff mode 飽和模式(saturation mode
8 圖示為 npn 雙極性接面電晶體(BJT)的特性曲線圖,則橫軸、縱軸的變數分別為:
vBEiC
vCEiC
vBEiB
B
viB
BC B
9 當一 n通道增強型 MOSFET,工作於飽和區(saturation region)時,下列何者最正確?
VV-V VV VV V
DS GS tGD tGS t t0
10 欲將 MOS 電晶體當作電子開關使用,電晶體應工作於何種區域?
線性區 崩潰區 負電阻區 截止區及飽和區
11 場效電晶體(FET)工作在飽和區(saturation region)的轉導(transconductanceg定義為:
m
DSDS Vv
DS
D
vi
=
,即當電壓v固定於V,電流i對電壓v的變化率
DS DS DDS
GSGS Vv
GS
D
v
i
=
,即當電壓v固定於V,電流i對電壓v的變化率
GS GS DGS
DGDG Vv
DG
G
vi
=
,即當電壓v固定於V,電流i對電壓v的變化率
DG DG GDG
GSGS Vv
GS
G
vi
=
,即當電壓v固定於V,電流i對電壓v的變化率
GS GS GGS
12 如圖所示之電路,若MOSFET之轉導值(gm= 1 mA/V,且操作於飽和區(saturation region),
C2 > C1。下列敘述何者錯誤?
增加C2 將提升低頻之-3 dB頻率(ωL 1
k
1
k
VDD
Vo
Vi
V
b
C2
M1
C1
I
+
-
減少C1 將提升低頻之-3 dB頻率(ωL
本電路為同相放大器
加大gm將提升放大器之低頻-3 dB頻率(ωL
13 如圖的共集(CC)放大器(其偏壓電路未繪示),設電晶體工作於主動模式(active mode),其小
訊號參數gmrr均為已知,輸出電阻r→∞,則此放大器之輸入電阻R
eπoin(不含R)為:
L
rπ + R
Rsig
VCC
Vo
Vi
Rin RL
Vsig +
-
L
r + R
eL
(β+1)(rπ + RL)
(β+1)(re + RL)
代號:3508
頁次:8
3
14 理想電壓放大器的輸入阻抗與輸出阻抗分別為:
0 0 00
15 如圖所示之電路,BJT操作在順向主動區forward active region,轉導值gm
VCC
Vo
Vi
Vb
1 k
10 k
+
-
)為 10 mA/Vβ=40,若
忽略元件之輸出阻抗(ro),試求V / V
o i=
-100
-80
-50
-20
16 雙極性接面電晶體(BJT)共射接線組態下,射極–地間的電阻常並聯一電容(Emitter bypass capacitor),
此電容之目的為:
降低射極的直流電壓 升高射極的直流電壓
提高輸入電阻值 改善電壓增益
17 如圖之MOS差動放大器differential amplifier),Q1=Q2,其臨界電壓(threshold voltageVt=0.5 V,爾
利電壓(Early voltageVA→∞。當V=V
G1 G2=0 時,若電晶體工作於飽和模式(saturation mode),其
極電流ID與閘源電壓VGS的關係為ID=2(VGS-Vt)2(mA)。則V=V =0 時,R
G1 G2 D之最大值可為多大而仍可
維持電晶體工作於飽和模式? +2 V
3 k
RDRD
4 k
5 k VG2
VQ2
Q1
G1
6 k VS
I=1 mA
-2 V
18 圖示電路中vo為輸出電壓,本電路是何種電路?
濾波器
加法器
緩衝器
VDD
Q3Q4
vo
vG2
-VSS
vG1 Q1Q2
I
差動放大器
代號:3508
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4
19 如圖所示之電路,若MOSFET作在飽和區(saturation region)且轉導值(gm)為A/VBJT操作在
順向主動區(forward active region)且轉導值(gm)為A/Vβ=100。若忽略元件之輸出阻抗(ro),試
Vo/Is=
-1000 k
-500 k
10
-250 k
VDD
Vo
10 k
k
1 k
Q1
M1
IS
Vb-
+
-125 k
20 某串級放大器,若第一級電壓增益 40 dB,第二級電壓增益為 20 dB,則總電壓增益為何?
20 dB 60 dB 800 dB 1000 dB
21 圖中理想運算放大器電路的放大增益為何?
4.5 V/V
5.5 V/V
+
-
2
k
Vi
18
k
2
k
Vo
9 V/V
10 V/V
22 考慮下圖理想運算放大器電路,若運算放大器的輸出電流io=0.2 mA,電晶體的電流增益β=99,則電
R應為多少?
250
500
750
+5 V
+20 V
R
i
o
1 k
23 有一電路如下圖所示,若Z2 為純電容,Z1 Z3~Z5 均為純電阻R,所有阻抗Z1~Z5 的絕對值均相等
且不為零,且所有放大器U1 U2 均為理想運算放大器,V1 為交流電源。試問等效輸入阻Zin為何
純電感+jX
純電容-jX
3
Zin
E
電感性阻抗 R+jX DB
A
Z4
Z5
U1
U2
Z2
Z1
V1 C
1
2
+
+ 1
2
3
+
Z3
3
-
-
電容性阻抗 R-jX
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5
24 如圖所示之理想運算放大器電路,假設輸入為一弦波(sinusoid)訊號,Ao = RC = 10 ns,且此電
路放大輸入訊號之大小 10 倍,則輸入弦波之頻率約為何
Vin
R
C
Vou
t
o
0.8 MHz
1.2 MHz
1.6 MHz
3.2 MHz
25 如圖為一 MOSFET 共源極架構放大器假設電晶體之爾利電壓Early voltage為無窮大下列何者
不是其低頻響應的極點頻率?
)(
1
1sigGC RRC +
S
m
C
g
)(
1
2LDC RRC +
Rsig
+
-
VDD
Vo
C
C1
RD
RL
-VSS
C
C2
))((
1
21 LDGCC RRRCC +++
26 下圖中R1 = 4 kR2 = 6 kC1 = 1 pF。則此電路之-3 分貝頻率約為多少?
15.9 MHz
26.5 MHz
39.8 MHz
66.3 MHz
27 有一放大器電路的頻率響應轉移函數(transfer functionF(s)如下所示,其中 s =
j
ω = j2πf
×
+
×
+
=
52 102
1
102
1
10
)(
ππ
ss s
sF
若繪製相角F(s)的波德圖(Bode plot),試問在頻率 f =100 kHz 時的相角應落在下列何範圍內?
+50°+100°之間 0°+50°之間 -50°0°之間 -100°-50°之間
28 如圖所示之電路假設 MOS 電晶體操作在飽和區且電晶體特性為理想求使其電壓增益下降為最
大增益之 90%時之頻率為何?
47.1 MHz
57.1 MHz
67.1 MHz
77.1 MHz
VDD
Vo
1 pF
Vin
1 k
Vsig
Rsig
C
S
RG
I
+
-
R
1
Vi
R
2
C
1
Vo
代號:3508
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6
29 圖中為一韋恩電橋(Wien bridge)振盪器,要維持持續的振盪,所需的電阻 R值為何?
10 k
15 k
20 k
60 k
30 下圖是那一種振盪器電路?
考畢子振盪器(The Colpitts Oscillator
+VCC
R2
R1
C1C2C3
Vo
C4
R4
R3
C5
L2
L1
克拉普振盪器(The Clapp Oscillator
哈特萊振盪器(The Hartley Oscillator
韋恩電橋振盪器(The Wien-bridge Oscillator
31 某一LCR被動式濾波器(passive filter)如下圖所示,試問該電路VO/VI轉移函數(transfer function)的
數學表示式為何?
2
0
0
2
2
0
2
0
)(
ω
ω
ω
++
+
=
s
Q
s
s
a
V
V
sT I
O
VIVO
vi
L1
C3
R2
IO1 IO2
+
-
2
0
0
2
2
0
)(
ω
ω
++
=
s
Q
s
s
a
V
V
sT I
O
2
0
0
2
0
)(
ω
ω
++
=
s
Q
s
s
a
V
V
sT I
O
2
0
0
2
0
1
)(
ω
ω
++
=
s
Q
s
a
V
V
sT I
O
32 如圖所示之理想運算放大器振盪電路,其振盪頻率為何?
100 Hz
0.1μF
0.4μF
R
1
R2
Vo
1
k
4
k
200 Hz
300 Hz
400 Hz
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7
33 下列關於傳輸延遲的描述何者最正確?
傳輸延遲愈大代表操作速度愈快
高至低傳輸延遲定義為輸出由高邏輯電壓從其 90%下降至其 10%所需的時間
傳輸延遲不受負載電容的影響
當功率消耗增加,傳輸延遲就會隨之增加
34 下圖由四個 NOR 閘組成之數位邏輯電路,其輸出 F為何?
YXYXF +=
YXXYF +=
X
Y F
YXYXF +=
XYYXF +=
35 數位邏輯電路可分為下拉網路(pull-down network)與上拉網路(pull-up network)兩部分,今有一
邏輯閘使用 NMOS 電晶體製作下拉部分如下圖所示試設計上拉部分 PMOS 電晶體互補的連線:
VDD
Y
MP1 MP2
MP3
MP4
MN1
MN4 MN3
MN2
A
B
B
A
AMP1BMP2 MP3 MP4
A B
MP1AMP2BMP3 MP4
A B
AMP1BMP2AMP3 MP4
B
AMP1BMP2 MP3BMP4
A
36 如圖所示之電路,若 A=5 VB=C=D=0 V,則下列何者最正確?
I =0 mA
IE5
IE1IE3
A B
18 k 18 k
2.5 k
D
C
5 V
Y
E1
I =0.239 mA
E3
I =1.72 mA
E5
VY =5 V
代號:3508
頁次:8
8
37 如圖所示之電路為一 n-bit 之位址解碼器(address decoder)。假設一記憶體安排為方形陣列(square
array型式而行與列之位址解碼器採用如圖所示之方式 4K 記憶體所需之解碼器電晶體數目為
何?
384
a2
V
D
D
X
a1
a0
564
896
1024
38 有一感知放大器sense amplifier, SA細部的電晶體電路如下圖所示並顯示出等效寄生的電容CD
D
C
。當 Φ S=0 感知放大器不動作當時脈ΦS=1 感知放大器才會動作設每一對PMOS-NMOS
串聯路徑的轉移特性(voltage transfer characteristic, VTC)經適當設計後,其轉態的輸入準位為 0.5
VDD,如下圖所示。若時脈ΦS=0轉成 1之前,已知位元信號線D的電壓分別為V=0.4 V
D
DDD
D
V=0.6 V =1 後,試分析位元信號線D 最終穩定的電壓:
D
,當時脈Φ
DD S
VDD
MP2
VD
CD
D
MN1 MN2
MN3
MP3
MP1
ΦS
D
C
D
V
D
s
Φ
0.5 VDD
0.5 VDD
斜率=-1
斜率=-1
VDD
VDD
信號線D最終穩定的電壓接近 0 V、信號線 最終穩定的電壓接近V
DDD
信號線D最終穩定的電壓接近 0.3 V 最終穩定的電壓接近 0.7 V
D
、信號線
DD DD
信號線D 最終穩定的電壓接近 0.5 V
DDD
信號線D最終穩定的電壓接近 0.6 V 最終穩定的電壓接近 0.4 V
D
、信號線
DD DD
39 下列有關於 DRAM 電路儲存資料方式的描述何者最正確?
資料儲存於電容 資料儲存於正反器(flip flop
資料儲存在閂鎖器(latch 資料儲存於電感
40 記憶體晶片在 5 V 電源下 100 ns 週期連續操作晶片功率消耗為 400 mW在任一週期中有動作
的所有邏輯的總電容約為何?
0.8 nF 1 nF 1.6 nF 2 nF
類科名稱:
101年公務人員特種考試原住民族考試
科目名稱:電子學大意(試題代號:3508)
題  數:40題
測驗式試題標準答案
考試名稱:
標準答案:
題號
BCAAB BDBBD BADCB DCDCB
題號
DAACD DCDBC DDBBA CCAAC
題號
答案
題號
答案
備  註:
題號
答案
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
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