所屬科目:電子學
一、理想邏輯閘反相器 A 與 B 之輸入電阻 Ri = ∞ ,輸出電阻 Ro = 0 。如圖一 在兩者之間接上 R-C-R 電路,其中 R = 20 Ω,C = 25 pF。在時間 t = 0− 時, vx = 0 V , vC = +5 V 。在 t = 0 時, v x 瞬時改變為 + 5 V ,求算反相器 B 輸 入電壓 v y 何時為 3 V ?答案準確到有效位數第四位,可利用以下近似 ln2 ≈ 0.693147, ln3 ≈ 1.09861, ln5 ≈ 1.60944, ln7 ≈ 1.94591, ln11 ≈ 2.39790, ln13 ≈ 2.56495。(20 分)
二、圖 二 電 路 中 Q1 與 Q2 製 程 參 數 kn’ (W / L) n = 2 mA/V , | Vtn |= 0.8 V , R = 0.2 k Ω ,不考慮 Early effect。使 Q1 與 Q2 均工作於飽和區,Va 之範圍 為何?(20 分)
三、圖三 Q1 與 Q2 完全匹配且已經偏壓於主動區,β = 24,ro = ∞,R C = 5 k Ω , REE = 2.3 k Ω 代 表 在 射 極 之 偏 壓 電 流 源 的 輸 出 電 阻 , 輸 入 v1 = 3.5 sin(2π × 60t ) + 2.5 sin(2π × 103 t )mV , v2 = 3.5 sin(2π × 60t ) – 1.5 sin(2π × 103 t )mV,先算出必要的電晶體小訊號參數,再求算輸出 vo 為 何?(20 分)
四、圖四電路之放大器的開路電壓增益 Av = vo /(v+ − v− ) = 1000 ,輸入阻抗 Ri = ∞ , 輸 出 阻 抗 Ro = 0.2 k Ω , C1 = (18 / 2π ) μF , C2 = (2 / 2π ) μF , CL = (3.2 / 2π ) μF,求算 Avf ( f ) = vo / vs,並寫為如 Avf ( f ) = Avfo /[1 + j ( f / f o )] (V / V) 之數學式,算出 Avfo 以及 fo 之值。(20 分)
五、圖五放大器電路僅含小訊號分析所需的元件,MOS 電晶體工作於飽和 區,不考慮 body effect, g m = 2.4 mA/V , ro = 10 k Ω , Cgs = 3 / π pF , C gd = 0.15 / π pF , CL = 0.35 / π pF , RL = 15 k Ω , RS = 2 k Ω 。求算 Rin 、 Ro 之值,再據之求算 Av = vo / v s 的中頻增益,以及使用開路時間常數法 估算 Av 的高頻 3-dB 頻率。(20 分)