112年 - [無官方正解]112 全國高級中等學校學生技藝競賽考試_工業類:數位電子#138206

1. 氮化鎵(GaN)是一種第三代半導體，已知氮的原子序是 7，鎵的原子序是 31，則根 據波耳(Bohr)原子結構模型，鎵原子在電子軌道最外層的電子數目有幾個？ (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5

2. 假設一 PN 二極體，左邊是 P 型材料，右邊是 N 型材料，則當有一個電子進入此 PN 二極體之空乏區(Depletion region)時，該電子會受到空乏區內電場的影響往那 個方向移動？ (A) 上 (B) 下 (C) 左 (D) 右

3. 如圖(一)所示之二極體電路，假設Vi (?) = 10cos377t, V，二極體順向導通電壓為 0.7 V，則流經 1 kΩ電阻之電流最大值為何？ (A) 1.26 mA (B) 1.54 mA (C) 2.46 mA (D) 2.6 mA

4. 如圖(二)所示之二極體電路，假設二極體為理想二極體，變壓器線圈之圈數比 N₁: N₂ = 4: 1，且Vi為一正弦波電壓信號其有效值為10 V，求穩態之輸出電壓V_o為何？
(A)10 V (B) 10 V (C) 20 V (D) 20V 

5. 通常金屬包裝的功率電晶體其外殼代表的是那一個接腳？ (A) B (B) C (C) E (D) 未定義

6. 如圖(三)所示之 PNP 雙極性電晶體(BJT)電路，假設其α= 0.99，V_EB = 0.7 V，則 此電晶體工作在那一區？
(A) 順向主動放大區 (B) 截止區 (C) 飽和區 (D) 逆向主動放大區

7.則直流工作點V_CEQ和I_CQ分別為何？ (A) V_CEQ = 0.2 V，I_CQ= 32.7 mA (B) V_CEQ = 2.02 V，I_CQ= 26.6 mA (C) V_CEQ= 5.92 V，I_CQ = 13.6 mA (D)V_CEQ = 7.1 V，I_CQ= 9.6 mA

8. 同上題之電路，假設R_C電阻接錯了，接成R_C = 2 kΩ，則此電路之I_C/I_B比值為何？ (A) 38.8 (B) 47.6 (C) 63.2 (D) 99

9. 如圖(五)所示為一共基極(CB)放大器，假設R_E= 2.3 kΩ，R_C = 500Ω，β = 100， 且小信號電阻re = 25Ω，求此放大器之電壓增益AV為何？
(A) 4.6 V/V (B) 19.8 V/V (C) 45.5 V/V (D) 91.1 V/V

10. 如圖(六)所示之 N 通道接面型場效電晶體(JFET)電路，假設 JFET 工作在夾止飽和 區，且已知其夾止電壓(Pinch-off voltage)V_Gs(p) = −2 V，夾止飽和電流I_DSS = 16 mA， 求此電路之V_DS為何？
(A) 3 V (B) 2 V (C) 1 V (D) 0 V

11. 已知一個具有三級的串級放大器，分別由共射極、共基極和共集極這三個放大器 所組成，假設這三個放大器之電壓增益分別為A_V1 = −50 V/V，A_V2 = 20 V/V， A_V3 = 0.98 V/V，求此串級放大器之總電壓增益約為多少分貝(dB)？ (A) 10 dB (B) 20 dB (C) 30 dB (D) 60 dB

12. 如圖(七)所示之變壓器耦合串級放大器，假設R_s = 1 kΩ，R_L = 200Ω，且基本放 大器之電壓增益A_v= 10 V/V，輸入阻抗R_i = 4 kΩ，輸出阻抗R_o = 1.8 kΩ，若要得 到最大功率轉換，則變壓器線圈之圈數比N₁: N₂與N₃:N₄分別為何？
(A) N₁: N₂= 2: 1，N₃:N₄ = 3: 1 (B) N₁: N₂ = 1: 2，N₃:N₄ = 3: 1 (C)N₁: N₂= 1: 4，N₃:N₄ = 9: 1 (D)N₁: N₂ = 1: 4，N₃:N₄ = 1: 3

13. 一 N 通道空乏型 MOSFET，其夾止電壓(Pinch-off voltage)V_Gs(p) = −4 V，假設已 知其工作在夾止飽和區，當V_Gs= −1 V 時，可得I_D = 9 mA，則當V_Gs = 0 V時，I_D 為何？ (A) 16 mA (B) 8 mA (C) 2 mA (D) 0 A

14. 一 P 通道增強型 MOSFET，其臨界電壓V_Gs(t) = −2 V，則當V_s = 0V，V_G = −3 V， 且V_D = −4 V時，此 MOSFET 工作在那一區？ (A) 夾止飽和區 (B) 歐姆區(或稱為三極區) (C) 截止區 (D) 無法判斷

15. 如圖(八)所示之放大器電路，假設 N 通道增強型 MOSFET 之臨界電壓V_Gs(t)= 1 V， 參數 = 2 mA/V ²，且厄力電壓(Early voltage)VA = ∞，求此放大器之電壓增益A_V=？
(A) −2 V/V (B) −4 V/V (C) −6 V/V (D) −8 V/V

16. 下列何種放大器組態適合用來放大電壓信號，並且使輸出信號與輸入信號保持相 同的相位？ (A)共源極(Common source) (B)共汲極(Common drain) (C)共閘極(Common Gate) (D)共射極(Common emitter)

17. 如圖(九)所示之理想運算放大器(OPA)電路，假設想要設計此電路達到v_o = −1.2v₁ − 0.8v₂ − v₃，則R₁、R₂和R₃的電阻值應如何選擇？
(A) R₁ = 3R，R₂ = 2R，R₃ = R(B)R₁ = R，R₂=2R，R₃= 3R (C) R₁ =2R，R₂ = 3R，R₃ = ? (D)R₁ =2R，R₂= R，R₃ = R

18. 如圖(十)所示之理想運算放大器(OPA)電路，假設R₁ = 5 kΩ，R₂ = 20 kΩ，則當 V_i = −1 V時，流經安培計之電流 I 為何？
(A) 0.2 mA (B) 1 mA (C) 3 mA (D) 4.2 mA

19. 假設如圖(十一)所示的電路為一方波產生電路， 則電路中的?1和?2應分別接上何種元件？
(A) Z₁ =R，Z₂ = R (B) Z₁ = R，Z₂ =C (C)Z1 = ，Z₂ =R (D) Z₁ = ，Z₂ = C

20. 如圖(十二)所示的哈特萊(Hartley)振盪電路，假設L₁ = L₂ = 1 mH，且此電路之振 盪頻率為 159.15 kHz，求電容 C 的值為何？
(A) 0.5 nF (B) 1 nF (C) 2 nF (D) 4 nF

21. 在空氣中，若兩個電荷分別為 3 庫倫及 6 庫倫，兩者相距 5 公尺，試求兩者間之 作用力為何？ (A) 6.48×10⁸ N (B) 3.24×10⁸ N (C) 3.48×10⁹ N (D) 6.48×10⁹ N

22. 一個電熱器其電阻為 10 ，若工作在 110 伏特電壓，使用 1 分鐘，求此電熱器使 用多少焦耳？ (A) 7.26×10² 焦耳 (B) 72.6×10³ 焦耳 (C) 3.63×10³ 焦耳 (D) 3.63×10⁴ 焦耳

23. 已知一銅導線在 5C 時其電阻值為 10 Ω，求在–5℃ 時之電阻值為何？ (A) 8.98 Ω (B) 9.28 Ω(C) 9.58 Ω(D) 9.78Ω

24. 如圖(十三)電路所示，已知電流 I₁ = 1 A，求電源電壓 E 為多少伏特(V)？
(A) 14 V (B) 12 V (C) 9 V (D) 5 V

25. 如圖(十四)電路所示，當節點 a 及 c 短路時，求 I 的電流值為多少安培( A )？
(A) 3 A (B) 4 A (C) 5 A (D) 6 A 

26. 如圖(十五)電路所示，求節點 V_a 及節點 V_b 的電壓分別為多少伏特(V)？
(A) 4.125V、3.375V (B) 3.125V、2.375V (C) 4.125V、2.352V (D) 3.58V、1.48V

27. 如圖(十六)電路所示，求流過 4Ω的電流 I 值為多少安培( A )？
(A) 1.52 A (B) 1.25 A (C) 0.93 A (D) 0.83 A

28. 如圖(十七)電路所示，求電流 I₁ 及 I₂ 值分別為多少安培( A )？
(A) 1.64A、1.27A (B) 1.64A、0.47A (C) 1.52A、0.28A (D) 1.52A、0.32A

29. 如圖(十八)所示之電容串聯電路，試求總電容量為何？ (A) 1.1 μF (B) 0.9 μF (C) 0.8 μF (D) 0.7 μF

30. 如圖(十八)所示之電容串聯電路，試求 C₃ 電容兩端之電壓為何？
(A) 2.4 V (B) 2.8 V (C) 3 V (D) 3.2 V

31. 將一磁場強度為 200 安匝/公尺之磁化力作用於一個鐵塊，此鐵塊的磁通密度為 0.2 Wb/m²，試求此鐵塊的導磁係數為何？ (A)1✖10^-4 wb/A·m (B) 1✖10^-3 wb/A·m (C) 2✖10^-2 wb/A·m (D) 2✖10^-3 wb/A·m

32. 如圖(十九)電路所示，試求電路 ab 兩端之等效電感量為何？
(A) 5 H (B) 6 H (C) 7 H (D) 8 H

33. 一個 20H 之電感器，若通過此電感器的電流為 1A，求其儲存的能量為何？ (A) 10 J (B) 15 J (C) 20 J (D) 40 J

34. 一個正弦波電壓的峰值為 30V，求在 30°時之瞬時電壓值為何？ (A) 12 V (B) 15 V (C) 18 V (D) 20 V

35. 如圖(二十)為一個電壓波形圖，試求其電壓波形的有效值為何？
(A) 9.15 V (B) 8.45 V (C) 7.64 V (D) 6.75 V 

36. 一個 50mH 的電感器上，流過的電流為 i (t) = 10 sin(400t–35°)A，求其電感器上之 電壓峰值？ (A) 120V (B) 150V (C) 180V (D) 200V

37. 如圖(二十一)電路所示，求流過電容 XC 之電流 IC 值為何？
(A) 2.83∠90°A (B) 4∠−90°A (C) 6∠90°A (D) 6.52∠−90°A

38. 若一負載之阻抗為 Z = 3∠30°，電壓 v(t) = 30sin(wt + 0°)，求負載之視在功率為 何？ (A) 200 VA (B) 250 VA (C) 300 VA (D) 350 VA

39. 一個串聯 RLC 電路，其中若 R=10Ω、L=1H、C=1μF，輸入電壓為 v(t)=10sin(wt+0°)， 求諧振頻率及品質因數之值為何？ (A) 155.2 Hz、98.9 (B) 155.2 Hz、89.9 (C) 159.2 Hz、99.9 (D) 159.2 Hz、90.9

40. 如圖(二十二)電路所示，試問當負載 Z_L 為多少時可以獲得最大功率？
(A) 4.3 – 5jΩ (B) 5.3 – 4jΩ (C) 3 – 4.3jΩ(D) 3.3 – 4jΩ

41. 考慮如圖(二十三)所示波形，其中 A 與 B 為邏輯閘輸入，X 為邏輯閘輸出，試問該 邏輯閘為何種形式？
(A) AND 閘 (B) NAND 閘 (C) OR 閘 (D) NOR 閘

42. 如圖(二十四)與圖(二十五)呈現相同電路功能，試問其展現何種定律？ (A) 結合律 (B) 交換律 (C) 遞移律 (D) 分配律

43. 考慮一以 NOR 閘組成之 SR 正反器，若輸入訊號 S、R 如圖(二十六)所示，試問其輸出 Q 值在 1、2、3、4 的時間點應該分別為何？
(A) 0101 (B) 1010 (C) 1100 (D) 0011

44. 試化簡布林代數 X=(A+B)BC+A 為最簡形式。 (A) X=A+B (B) X=A+BC (C) X=AB+C (D) X=AB

45. 如圖(二十七)所示之邏輯電路，試求其最簡布林代數式。 (A) X = A̅+ B (B) X = A + B̅ (C) X= A̅B (D) X = AB̅ 

46. 求−35 的 2’s 補數。 (A) 10100011 (B) 00100011 (C) 11011100 (D) 11011101

47. 考慮如圖(二十八)所示之邏輯電路，試問下列何種情況可得輸出 Y 為 1？ (A) A₃A₂A₁A₀ = 0110；B₃B₂B₁B₀ = 1001 (B) A₃A₂A₁A₀ = 1000；B₃B₂B₁B₀ = 0000 (C) A₃A₂A₁A₀ = 1111；B₃B₂B₁B₀ = 0000 (D) A₃A₂A₁A₀ = 0010；B₃B₂B₁B₀ = 0010

48.試問該電路可應用於何種用途？ (A) 正反器 (B) 全加器 (C) 比較器 (D) 計數器

49. 呈上題，若輸入訊號 A=1，B=0，C_i=1，則輸出 C_o 及 S 各為何值? (A) C₀=1，S=1 (B) C₀=1，S =0 (C) C₀=0，S =1 (D) C₀=0，S =0。 

50. 試問下列哪個選項最符合 4 線多工器的設計要求？ (A) 有 4 條輸入線和 1 條輸出線，使用 2 條資料選擇線。 (B) 有 2 條輸入線和 1 條輸出線，使用 2 條資料選擇線。 (C) 有 4 條輸入線和 1 條輸出線，使用 4 條資料選擇線。 (D) 有 2 條輸入線和 4 條輸出線，使用 4 條資料選擇線。