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1 電子學 3- 二極體電路 3- 電晶體特性 3-3 電晶體放大器 3-4 振盪與調變波 3-5 運算放大器 3-6 場效應電晶體 3-7 OPA 應用圖例

2 3- 二極體電路. 本質半導體即純矽半導體的自由載子濃度 n = p = ni, 但當溫度升高時, 由於有更多的電子電洞對被拆開使 n i 上升, 所以當溫度越高時, 本質半導體導電性越強, 反之當溫度降到絕對零度 ( 73 C ) 時, 因無自由載子故成為絕緣體 電位梯度產生了漂移電流, 而濃度梯度造成了擴散電流, 這兩者並存在半導體中. 本質半導體摻雜後稱為外質半導體, 其中若摻雜五價元素如銻 (Sb) 磷 (P) 砷 (As), 則成為 N 型半導體, 若摻雜三價元素如硼 (B) 鎵(Ga) 銦(In), 則成 P 型半導體 3. N 型半導體因摻雜五價元素, 擁有多餘的自由電子, 故其主要載子為電子, 少數載子為電洞 ( 因高溫拆離共價鍵所致 ),P 型半導體則因摻雜三價元素, 擁有多餘電洞, 故其主要載子為電洞, 少數載子為電子 摻雜後的半導體導電性增強, 但仍皆為電中性, 其本身是不帶電的, 因此 PN 接面二極體之空乏區只有正 負離子, 沒有自由電子與電洞 4. 二極體有整流 檢波 截波 箝位 穩壓 單向導通 開關 可變電容 溫度補償 倍壓 光電控制 發光指示等作用, 唯無法提供放大功能 5. 二極體接面電容量與其外加逆向電壓成反比, 當電壓越高, 空乏區越大, 電容量減小, 此為變容二極體的工作原理, 在空乏區內只有正 負離子, 沒有自由電子與電洞 6. 矽二極體兩端的順向偏壓會隨溫度的上升而下降, 其變化情形矽二極體是.5m/ C 而鍺約下降 m/ C 例如某矽二極體, 溫度 5 C 時, 順向電壓 0.7, 設在 45 C 時, 若電流不變, 則順向電壓降為 矽二極體之膝點電壓 K ( 即切入電壓 ), 在室溫下約 0.7, 當溫度升高時, K 將下降, 鍺二極體在常溫 (5 C ) 下它的切入電壓約為 0.~ 單一半導體在溫度上升時, 其電阻下降, 故為負溫度係數元件 ; 金屬則是上升, 屬於正溫度係數 溫度每增加 0 C,Si 二極體逆向飽和電流約增加 倍, 二極體之障壁電壓是由電子擴張所造成 9. 功率半導體, 若本身散熱不足, 需外加散熱片, 其為使散熱效果好, 應使用散熱係數較大的散熱片 0. 功率半導體與散熱片間塗抹上矽脂膏, 其主要是增加有效的接觸面積, 降低熱接觸阻抗, 改善散熱效果 3-

3 電子學. 用矽來製造二極體可耐高電壓 大電流及高溫度, 若使用兩個二極體串聯可增大逆向峰值電壓, 並聯時可增大電流, 唯需串聯電阻以平衡其電流 P 0.5W. 一個矽二極體最大額定功率為 0.5W, 則最大順向電流為 I = = = 500mA, 其中假設最小電壓降為 3. 半波整流電路, 若負載為一電容器, 則二極體承受之逆向峰值電壓為輸入交流電壓 有效值的 倍 ( 即 m ) 半波整流之變壓器效率比橋式整流電路之變壓器效率低 電阻性負載半波整流電路, 其輸出直流平均電壓 = / π 半波整流電路, 若負載為一電容器, 則整流器承受之逆向峰值電壓為輸入交流 電壓的 倍 4. 全波整流電路中, 輸出電壓的平均值為峰值的倍 (0.636 倍 ) 各種整流電路的輸 π 出特性比較 全波整流之輸出波形為脈動直流信號, 此脈動直流頻率為交流電源之 倍 全波整流電表, 若置於 AC 檔測直流電壓, 則測出之交流電壓值比直流電壓值高. 倍 橋式整流電路當輸出為 直流電壓時, 則電路中二極體的耐壓 (PI) 最小應選擇 0 為宜, 因輸出, 其輸入 m 約.57 倍, 耐壓值需稍大一些 橋式整流電路中, 在同一時間內有兩個二極體導通 5. 電源濾波必須考慮的因素 r ( rms) 漣波電壓有效值 漣波因素 r = ( ) 平均直流電壓 r ( rms) 漣波百分率 r % = 00% dc 漣波因素愈小表示濾波效果越好 電壓調整率 R dc NL FL = NL : 無負載電壓, FL : 全負載電壓 FL NL FL 電壓調整百分率 R % = 00% FL 考慮電壓源內阻時, 可使用 Ro 電壓調整百分率 R % = 00%,R o : 電壓源內阻 R L DC m 3-3

4 電壓調整率越小越好, 理想電源供應器之 R = 0 即其內阻 R o = 0 一般良好的電源供應器, 必須加上 Zener Diode 或設計一個電晶體電路, 促使其內阻降至 Ω 以下 6. RC 濾波電路中, 若 C 容量越大, 則輸出漣波電壓越小, 濾波效果越佳, 而 R 不可過大, 否則會使輸出電壓及電流下降 若將 R 改以 L 替代, 可形成 LC 濾波電路, 適合大電流負載電路之濾波器 7. L 型濾波是以電感反抗電流變化特性來完成濾波作用, 因其漣波因素與負載大小無 0.83 關, r =, 適合大電流負載, 亦可限制湧浪 LC 8. 如圖 3.- 所示, 設二極體為理想二極體, 求其瞬間最大電流約為多少? 次級端 = 50 m 因二極體為理想二極體故 = 0 m 50 其瞬間最大電流 I m = = = 4(mA) R 5k 9. 如圖 3.- 所示之電路, 其 i 特性曲線為何? L D 圖 3.- 已知電阻之 i 特性曲線為 二極體之 i 特性曲線為 圖 3.- 如圖所示, 其 i 特性曲線為 0. 半波倍壓電路 a: 如圖 3.-3, 倍壓電路中, 設 o 為理想二極體, 求直流平均輸出電壓 o 為若干? 三個電容值均為 C C 由 D 負半週時充電 C = C 由 D 正半週時充電 C 3 由 D 3 正半週時充電 o = C + C 3 = p = + 5 C = C3 P P = P 圖

5 電子學 b: 如圖 3.-4 電路所示, 為何種倍壓整流電路? 其 o 端輸出電壓為多少? 此一電路為一半波多倍壓整流電路, o' 輸出 3 倍壓, o 輸出為 4 倍壓. 稽納二極體採用逆向偏壓, 其稽納效應在 6 以下為稽納崩潰, 呈負溫度係數 而 6 圖 3.-4 以上為累增崩潰, 呈正溫度係數, 如恰好在崩潰點 6 時, 則溫度係數為 0 穩壓二極體是工作於逆向崩潰區, 若接於順向區時與一般二極體無異. 使用三用電表 R 檔量測一個 3 的稽納二極體, 若連接為順向偏壓時, 其 L 刻度的讀數為 0.7, 原因是 Zener 二極體的順向特性與一般二極體無異 3. 如圖 3.-5 為一稽納二極體組成之截波器, 若輸入一正弦波信號, 則其輸出波形為何? Z + D = = 6.7 D Z = = 6.7 輸入電壓正 負半週要超過 圖 3.-5 ± 6.7, 此一截波器才有作用, 當 in = 9 pp = ±4. 5 m 未超過截波器工作電壓, 故輸出波形 = 輸入波形, 仍為正弦波 4. 如圖 3.-6 所示, 若稽納二極體的稽納電壓 D Z 為 6, 則 D Z 上的消耗功率為多少? I L = R Z L 6 = = ma 500Ω 6 I = = 30mA 00Ω I Z P DZ = I I L = 8mA = Z I Z = 6 8mA = 08mW 5. 如圖 3.-7 所示的電路, 求其輸出電壓為多少? 如圖為一穩壓電路, 但因輸入電壓低於 Z 稽納二極體不動作, k 故 0 = Ein = 6 = k + k 3 圖 3.-6 圖

6 6. 如圖 3.-8, 當 in 為 時, 則輸出電壓 out 為多少? k out = = 4.8 k + 3k 因 out 低於 Z 電壓圖 3.-8 故 Zener 不動作, out 為 稽納二極體的 Z 大小, 可以由摻入雜質的濃度來決定, 摻雜越多, Z 越低, 一般 Z 約.4~00, 其額定功率由 W~50W, 使用時之工作電流以不超過其最大 4 額定電流值的 0.8 倍為宜 8. 截波電路至少要有一個二極體及一個電阻, 若要將輸入信號截掉一部分, 可加上直流電壓, 如圖 3.-9 為串聯截波之基本型態 二極體方向表負截波, 方向表正截波 E R 表示輸入波形起點 ( 即直流準位 ) 上移或下移, 表示下降, 表示上移 圖 3.-9 E s 表示輸出波形截波位準, 表示正 E s 處截波表示負 E s 處截波 9. 圖 3.-0 為並聯截波電路基本型態 表負截波, 表示正截波 E R 表示輸出波形截波位準 30. 如圖 3.- 為一截波電路, 若 6 6, 且忽略 二極體的順向偏壓, 則 out 之大小為多少? i 圖 3.-0 圖

7 電子學 依重點提要方法, 可知 D 為正截波, + 3 處截波, D 為負截波, +.5 處截波 out 為 : out :.5 3 o (a) 同例若圖 3.- 中,D 串聯電壓反接如圖 3.-, 且 輸出電壓範圍為 : 3 o i t ( ) = 0sin ωt 伏特, 則其 圖 3.- (b) 同例若輸入改為三角波, 如圖 3.-3, 設 D D 為理想二極體, 輸入為 ± 0 之三角波, 則輸出電壓範圍為 : + 5, 波形如右圖所示 + o 圖 箝位器的目的是將輸出波形定於不同之位準上, 但原波形不變 箝位電路至少要有二極體 電容器及電阻, 三種零件, 有時還要加上直流電源 箝位電路的 RC 時間常數太小時, 會造成波形失真, 故選用 RC 須較大, RC >> T 3. 如 3.-4 為基本箝位器型態 二極體方向表箝位方向 表向下箝位 表向上箝位 圖

8 E R 表增減箝位位準 表正波峰的最高位準 表負波峰的最低位準 如圖 3.-4 為一箝位電路,T 為輸入信號 in 之週期, 若 RC >> T, 輸入為一峰值 0 的純交流電, 則其輸出仍為一純交流之弦波, 但輸出準位將被提升一正電壓正波峰位置, 亦即輸出波形不變, 但直流位準改變 33. 如圖 3.-5 為一箝位電路, 其輸出波形為何? 圖 3.-5 依重點提要方法可知 向下箝位, 且正波峰的最高位準為 +, out 波形為 34. 當發光二極體 LED 發光時其電氣特性為順向偏壓約.5, 即導通電壓約為順向.5~.0, 順向電流約 3mA~30mA, 高效能 LED 約 0.3mA~3mA, 而操作光電二極體時, 通常對其施加逆向電壓, 而非順向電壓 35. 透納二極體 (tunnel diode) 又稱為隧道二極體, 係利用高摻雜濃度的 P 型和 N 型半導體接合而成, 具有極高的高頻響應, 一般用於高速開關或高頻振盪電路, 其工作點皆設在 0.6 以下的負電阻區 36. 如圖 3.-6 中, 當 LED 壓降為.5 電晶體飽和時, 流過 LED 之電流為多少? 電晶體飽和 CE = = 8.3mA k I 圖 3.-6 D 3-8

9 電子學 37. 某光耦合器, 當輸入 LED 電流為 30mA 時, 若其內部光偵測器之輸出電流為 9.0mA, 則光耦合器的直流增益為多少? 增益為輸出比輸入 I DET 9mA 光耦合器的 A I = = = I 30mA LED 38. 電子調諧式調諧器是使用可變電容二極體並利用增減直流電壓, 以改變電容二極體電容量之大小, 以調諧所需之頻率 39. PN 接面二極體具有少數載體儲存效應, 而蕭特基 (Schottky) 二極體的少數載體儲存效應較不明顯, 所以蕭特基二極體的交換速度較快 40. 二極體可做為正弦波整形電路, 若使用二極體節數愈多, 則其失真度較低, 整形波形越接近正弦波 4. 二極體做為開關作用時, 其逆向恢復時間 (reverse recovery time) 等於儲存時間 (storage time) 與過渡時間 (transition time) 之和, 其時間長短將影響速度 ( ). 如圖 () 所示之電路, 求輸出端電壓為多少? ()6 ()3 (3) (4) 圖 () ( ). 如圖 (), 設稽納二極體 I z(min) =0mA, Z =0,P Z =400mW, 求達到正常穩壓時之 R L 最大值為若干? ()00Ω ()50Ω (3)500Ω (4)000Ω 95 數位 ( ) 3. 如圖 (3), 當 in 為 時, 則輸出 out 為 ()4.8 ()5. (3)5.8 (4) 圖 () 圖 (3) ( ) 4. 漣波因數愈大, 濾波器之效果將如何? () 愈好 () 愈差 (3) 不變 (4) 不一定 儀表 3-9

10 ( ) 5. 如圖 (4) 電路若二極體為理想二極體時, 則 o 波形為 : () () (3) (4) 圖 (4) ( ) 6. 如圖 (5) 所示, 若稽納二極體之稽納電壓 z 為 6, 則 D z 上的消耗功率約為? ()80mW ()08mW (3)7mW (4)36mW ( ) 7. 一般矽質 PN 二極體兩端的順向偏壓隨溫度的變化的情形是 ().5m/ C ().5m/ C (3) 5m/ C (4)5m/ C ( ) 8. 半波倍壓電路如圖 (6) 所示, 若變壓器之次級線圈標示為 rms, 則 C 之耐壓至少需 ()40 ()4 (3)7 (4) 圖 (5) 圖 (6) ( ) 9. 某 DC 電源供給器, 在無載時之電壓為 30, 滿載時的電壓則降至 8, 則其電壓調整率為 : ()3.4% ()6.6% (3)6.9% (4)7.% ( ) 0. N 型半導體中, 有較多的自由電子, 因此其帶電性為 () 帶有正電 () 帶有負電 (3) 偶而帶電 (4) 電中性 95 數位 ( ). 在中間抽頭全波整流電路中, 整流器之最大逆向峰值電壓 PI 為 83 時, 其最大 AC 輸入電壓有效值為 ()00 ()4 (3)00 (4)83 ( ). 大電流負荷應採用 () 電阻電容濾波器 () 電感輸入濾波器 (3) 電阻輸濾入波器 (4) 電容輸出濾波器 ( ) 3. 某一橋式整流電路當輸出為 伏特的直流電壓時, 則電路中二極體的耐壓最小應選擇 ()4 ()0 (3)8 (4) 伏特即可 9 數位 ( ) 4. AC0 60Hz 若經全波整流電路的輸出波形為脈動直流, 其脈動頻率為? ()30Hz ()60Hz (3)0Hz (4)40Hz 9 儀表 ( ) 5. 一個矽二極體最大功率額定值為 0.5W, 則最大順向電流約為? ()00mA ()700mA (3)500mA (4)50mA 3-0

11 電子學 ( ) 6. 如圖 (7) 中的輸入波形 = E sin ωt 伏, 則輸出電壓 o 最高約等於 in () 3 伏 () E 伏 (3) + E 伏 (4)0 伏 圖 (7) 圖 (8) ( ) 7. 如圖 (8) 電路,D 為理想之二極體, 請問下列何者是電路之特性圖? () () (3) (4) ( ) 8. 如圖 (9) 電路所示, 為一箝位電路 (clamping circuit), 輸入 i 為 ± 5 之方波, 則輸出 o 之波形為何? 93 儀表 () () (3) (4) 圖 (9) ( ) 9. 有一箝位電路如圖 (0) 所示, 當輸入為 0 sin ωt 其輸出 o 波形為 : 9 數位 () () (3) (4) 圖 (0) ( ) 0. 半導體在 73 C ( 即絕對溫度 0 K ) 時, 其特性為 () 純導體 () 絕緣體 (3) 負電阻性 (4) 正電阻性 95 數位 ( ). 某光耦合器, 當輸入 LED 之電流為 30mA 時, 若其內部光偵測器之輸出電流為 9.0mA, 則光耦合器直流電流增益為 ()30.0% ()33.3% (3)30% (4)333% 3-

12 ( ). 如圖 () 之截波 (clipper) 電路, 若 6伏 6伏, 二極體為理想二極體, i 則 o 的大小為 () 6伏 3伏 ().5 伏 3伏 (3) 3伏 6伏 o (4) 3伏. 5伏 o o o ( ) 3. 對透納二極體而言下列敘述何者為誤 () 工作於負電阻區 () 具高速開關特性 圖 () (3) 是高濃度 PN 半導體接合而成 (4) 在 以上偏壓區具負電阻特性 ( ) 4. 下列對肖特基能障 (Schottky barrier) 二極體的說明, 何者為不正確? () 順向壓降很小 () 逆向恢復時間很短 (3) 逆向崩潰電壓很高 (4) 用於低電壓整流電路 96 儀表 ( ) 5. 如圖 (), 倍壓電路中, 設 D 為理想二極體, 求直流平均輸出電壓 o 為若干? ()0 () + 5 (3) 5 (4) 數位 ( ) 6. 如圖 (3) 電路所示, 為何種倍壓整流電路? () 二倍壓器 () 三倍壓器 (3) 四倍壓器 (4) 六倍壓器 90 儀表 圖 () 圖 (3) ( )7. 下列元件何者具有負電阻區之特性? () 變容二極體 (varactor) () 光二極體 (3) 透納 (tunnel) 二極體 (4) 齊納 (Zener) 二極體 94 儀表 ( ) 8. 對一個純矽半導體而言, 下列敘述何者為真? () 摻雜砷, 將形成 P 型半導體 () 摻雜硼, 將形成 N 型半導體 (3)n = p = n i n i (4) 溫度上升,n i 增加 94 儀表.().(4) 3.() 4.() 5.() 6.() 7.() 8.() 9.(4) 0.(4).().() 3.() 4.(3) 5.(3) 6.(4) 7.(3) 8.() 9.(3) 0.().().() 3.(4) 4.(3) 5.() 6.(3) 7.(3) 8.(4) 3-

13 電子學 3- 電晶體特性. 矽電晶體的接面溫度約 50 ~5 C, 鍺電晶體的接面溫度約為 60 ~00 C. 電晶體特性之參數關係為 I = C α, I E I = I C β, I B C I B β α = + β, I CEO = I α CBO α β =, I CEO = ( + β ) ICBO α = β, I E = ( + β ) I B : 在共射極電晶體電路中, 射極電流為 5mA, 基極電流為 0.mA, I E I B 則電流增益為 = 49 I B ICEO : 電晶體的 I CO 為 0nA, 而其 I CEO 為 μa, 由此估算此電晶體的 β = 00 I 3. 電晶體射極摻雜濃度越高或基極寬度越窄其 β 越高 4. 電晶體的基射間具有負溫度係數, 故基射之電阻值會隨溫度上升而降低 5. 雙極性電晶體若用做線性放大時, 主要工作區是在動作區 (Active Area), 若用在數位電路中做開關使用時, 則工作在截止區與飽和區 電晶體做小訊號放大, 工作點應設在線性工作區, 若工作在飽和區時, 基射極接面和基集極接面均為順向偏壓, 其基本功能為電流放大 6. 電晶體開關的型態有三種 不飽和型 : 工作在截止區與工作區間交換速度快 飽和型 : 工作在截止區與飽和區間, 易受基極之少數載子儲存時間影響, 使交換速度變慢 BJT 電晶體飽和時, 其 CE( SAT ) < BE( SAT ) 崩潰型 : 工作於截止區與崩潰區之間, 很少使用, 儘量避免 7. 溫度對電晶體的 I C 影響有四個主要因素 : I CO :T,I CO,I C Si 晶體, 溫度每上升 0 C,I CO 增加一倍 Ge 晶體, 溫度每上升 6 C,I CO 增加一倍 β :T, β,i C 當 β 上升到某一數值 ( 最大增益電流 ) 時, 即使 I C, β 反而下降 CO 3-3

14 BE :T, BE,I C Si 晶體每升高 C, BE 降 (.5m/ C ) Ge 晶體每升高 C, BE 降 (.0m/ C ) S β : 穩定因數, 當 S β 愈小則表示 I C 對溫度變化有較佳的抵抗力 IC IC Sβ = β β dc dc 當 β dc 變, 而 I C 不變動時, S β 0 最理想 當 β dc 變, 且 I C 亦做相同變動, S = 最差 電晶體的崩潰電壓的關係為 B > B > B EBO β CEO CBO 8. 正常電晶體內漏電流滿足 I CEO > ICBO > ICO 之關係式 基極偏壓法適用於數位與交換電路 電晶體 I CEO = ( + β ) ICBO, I CEO 即指 B 極開路 CE 之間的漏電電流 共射極接法電晶體, α 由 0.95 增至 則 β 由 9 至 3 若電晶體的直流增益 β 值是 49 時, 則其直流增益 α 值為 0.98 電晶體的溫度穩定因數 S 定義為 I / I 當電晶體之順向偏壓小於切入電壓時, 則其工作於截止區 9. 電晶體做定電流源時, BE 必須保持定值 共射極放大器中, 若無補償, 則集極電流將隨溫度增高而增大 共基極放大器由射基極輸入, 集基極輸出, 故 A 大於 C 電晶體共集極放大器之電壓增益小於, 輸入阻抗高, 一般用於電流放大 電晶體偏壓電路中以固定偏壓之穩定度最差, 其值為 CO S = + β 0. 矽電晶體的電流增益受溫度的影響較鍺電晶體為小, 而其漏電流也較鍺晶體小. 電晶體本身的基本功能為電流放大, 在 BJT 電路中歐萊電壓愈大,I C 的變化量也愈大 在雙載體接面電晶體電路中, 因歐萊效應所發生, 造成射極寬度變大. 在開關電晶體中, 若使用 NPN 型, 其交換時間較 PNP 型為短 3. 電晶體開關優於機械開關原因有 無接點跳動現象 無磨損與污染 推動電感性負載, 不會產生火花 動作快速 雙極性電晶體在數位電路中是做開關用途, 電晶體交換電路的速率, 主要是由基極的儲藏次載子放電速率來決定 在電晶體開關中, 一般都使用 NPN 電晶體, 因 NPN 型比 PNP 型電晶體具有較快的交換時間 4. 電晶體正常工作時, 若測得 CE = CC, 其故障可能的原因, 為 B 極開路或 C 極開路或 CE 開路 3-4

15 電子學 5. 電晶體放大電路中, 電晶體的極際電容會影響到高頻響應, 而交連電容會影響到低頻響應 在雙載體接面電晶體 (BJT) 電路組態中除了 CE CB CC 以外, 高頻響應最差的是電晶體疊接的組態 6. 電晶體三種組態之特性比較如表 3.- 表 3.- 電晶體三種組態特性表 特性組態 輸入 輸出 電流增益 電壓增益 功率增益 相位 CB 小 大 最大 大 同相 CE 中中 β 大最大反相 CC 大小 β + < 大同相 達靈頓大小 β 甚大同相 7. CC CB CE 之比較 電壓增益 : CB > CE > CC 電流增益 : CC > CE > CB 功率增益 : CE > CB > CC 輸入阻抗 : CC > CE > CB 輸出阻抗 : CB > CE > CC 高頻響應 : CB > CC > CE 8. 共射極放大器集極電流增大時, 其集極功率消耗要視其工作點的位置, 才能決定增加或減少 一個電晶體之偏壓電路最穩定者為電阻分壓方式 欲使電晶體小訊號放大有較高之訊號雜訊比時, 應接成共基極放大 9. CE 放大器上使用射極電路電容器, 其作用是使電壓增益不會因射極電阻的負回授而降低, 故有提高交流電壓增益的作用 通常射極旁路電容 C E, 工作於交流時, 視為短路, 工作於直流時視為斷路 若一共射極放大電路, 其射極上沒有旁路電容, 則該放大電路, 具有負回授功用 BE CE 放大中, 若輸出電壓保持一定, 則 = hie I B 共射極放大器輸入信號與輸出信號各加於 B E, C E 間 0. 射極隨耦器即共集極放大器是屬於一種電壓串聯負回授放大器. 如圖 3.-, 欲使電晶體飽和, 則 R B 之值應設定小於 β R C, IC I B > 為電晶體飽和條件 圖 3.- β 3-5

16 . 若一有電晶體 β = 00, 測得 I = 0.4mA, I = 4mA, 則該電晶體工作在何區? I C = β 4mA 00 = 0.04mA < 0.4mA IC I B >, 此電晶體在飽和區和工作區裡 β B 3. 已知有一電晶體其最大 P C( max) = 60mW, 當 CE(max) 限制在 0 時, 其流過最大集極電流為多少? P = I I C( max) C( max) CE( max) P 60mW = 0 C( max) C( max) = = CE( max) 3mA 4. 如圖 3.- 所示要使該電晶體達到飽和, 可降低 R B 值, 使 IC I B 增大, 只要滿足 I B > 條件即可, BE( sat) 將維持在約 β 0.8, CE( sat) 則約 電晶體 h 參數的等效電路如圖 3.-3 所示, 其主要用於分析小訊號放大, 以找出輸入阻抗 輸出阻抗 頻率響應等 C 圖 3.- 圖 3.-3 其中定義 h = h i = I = 0 為輸入阻抗 h f = h = I I = 0 為順向電流比 h r = h = I = 0 為逆向電壓比 h 0 = h I = I = 0 為輸出導納 其 h 參數中的 h 為 5k h 為 = 0 時的輸入阻抗 3-6

17 電子學 其輸入採用 Z 參數 ( 戴維寧模式 ), 輸出採用 Y 參數 ( 諾頓模式 ), 故稱混合參數 (hybrid) 當 h R < 0. 時, 小信號低頻共射極放大器, 用 h ie 及 h fe 來做近似解 oe L 小訊號 h 參數等效電路輸入採用戴維寧等效電路, 輸出則採用諾頓等效電路 ΔIC 電晶體共射極放大之電流增益為 β, 其值為 β = hfe = Δ I 在共射極放大器交流分析中,h re,h oe 兩個參數常被忽略 電晶體 CE 放大之混合參數 (h 參數 ) 中,h fe 相當於 β 電晶體參數中之 h fb 約等直流電路中之 α 6. 米勒定理是為一阻抗跨於輸入與輸出間時, 將其分別轉換到輸入端與輸出端, 以計算對輸入及輸出的影響, 其等效電路圖及公式如圖 3.-4 所示 B 圖 3.-4 米勒定理 K = Z Z Z' = K KZ' = K ( 電壓增益 ) 7. 有一理想放大器如圖 3.-5, 其放大倍數為 0.8 時, 求 R i 為多少? 由於 0k 跨於輸入與輸出間根據米勒定理 0k 在輸入端對地之電阻為 : R R = 0k = 0.8 = A 50k 因理想放器內部之輸入阻抗為無限大, 故 R i = R // = R = 50kΩ 8. 有一共集極放大電路之負載電阻 R L 為 kω, 且電流增益 h fe 為 00, 假設 R R 與電晶體的 h ie 忽略不計, 則此放大電路的輸入阻抗為多少? CC 放大電路輸出端為射極 故 R L 反射到輸入端時為 ( + β )R 即 R = + β ) R = ( + 00) k = 0kΩ i ( L 9. 達靈頓放大的特點是 輸入阻抗很高 輸出阻抗很低 電流增益甚高 電壓增益略小於 L 圖

18 30. 達靈頓對的接線方式如圖 3.-6 圖 3.-6 各種達靈頓對接法 3. 靴帶式 (Bootstrap) 射極隨耦器的輸入阻抗極高, 為達靈頓偏壓電路的改良, 如圖 3.-7 所示 R B 與 C b 為增阻電阻及增阻電容, 可減少偏壓電阻對輸入阻抗的影響 圖 3.-7 靴帶電路 3. 圖 3.-8 為一射極隨耦器, 其 A 與地間的阻抗為多少 由於 R E 反射回基極為 ( + β )RE, A 點對地阻抗為 R = R B + ( + β ) RE 33. 如圖 3.-9 為共射極放大器其輸入與輸出之相位為反相 80 在射極上未加旁路電容, 除了有電流串聯負回授作用, 降低交流電壓增益及穩定工作外, 還可提升交流輸入阻抗 圖 3.-8 圖

19 電子學 34. 達靈頓放大電路是採用兩級直接交連的放大電路, 其主要用於電流放大, 是非常好的阻抗匹配電路, 而達靈頓射極隨耦器的特性之一是無電壓放大 35. 射極隨耦器, 欲使其達到最大不失真電壓輸出, 通常皆設計 CE = CC 36. 射極隨耦器的輸出阻抗低常用來推動電容性負載 在射極隨耦器 達靈頓對 JFET MOSFET 裝置中, 以 MOSFET 具有最高的輸入阻抗 37. 若共射極電晶體短路電流增益降至 時, 頻率 f T =80MHz ( 臨界頻率 ), 在電流增益為 00 時, 其截止頻率為若干? 高頻截止頻率 增益 = 臨界頻率 ( 定值 ) f H ft 80MHz = = =.8MHz β 有一共基極放大器 α 值為 0.95, 射極電流為 ma, 則其集極及基極電流為若干? α = I I C E I α I I C = E B = I E IC = ma 0.95 =.9mA = 0.mA 39. 如圖 3.-0 所示, 其中輸入阻抗之近似值為多少? R in = ( β + )( β + ) k β k = 0 k = 400k 40. 如圖 3.- 為一矽電晶體放大器, 設此電晶體的 增益 β = 00, R B = 43k, R C = 50Ω, CC = 5, 求其集極電流近似值 I B = CC C = I B I β R B BE = = 0.(mA) 43k = 0.mA 00 = 0mA 圖 3.-0 圖

20 4. 如圖 3.-(a) 電路中, 若 Q 為矽電晶體, h = 50, 求各點偏壓及 I C 各為多少? fe (a) 圖 3.- (b) 依戴維寧定理將 B 極斷開, 求其戴維寧等效電路如圖 3.-(b) 所示 E R 0k B Th = CC = = 8 RB + R 0k + 0k B R Th = R B // R B 6.6k 故 I E Th BE B = = = 0.6mA RTh + ( + β ) R 6.6k + (5) k E 故 I β I I E C = B = I B + IC E = I ERE B C = E + BE = 6.3mA = CC ICRC = 6.4mA = 6.4mA k = 6.4 = = 7. = 6.3mA 500 = 如圖 3.-3 電路中, 電晶體 h = 0, 求 B 為多少?R in 是多少? ( β ) R = k B R + E in k = ( 0.7) = 4 50k + k = RB //( + h fe) RE = 4.8kΩ fe 圖

21 電子學 43. 如圖 3.-4 電路中, 若電晶體與二極體均為矽質, 則 a 點的電壓值大約為多少? B a a = B Ω = [ 5. + ( 0.7)].36k + 0.3k = 0.4 = =. 44. 如圖 3.-5 中的電路,Q,Q 均為矽電晶體, h = 00, =0 若將輸出端 A B short, 則 I o 為多少? fe in 圖 3.-4 圖 3.-5 圖 3.-8 之限流保護, 是使輸出電流限制在 I + BE o RSC I omax = = A, 因當 I o 電流升高時, 會使 SC 上升, 當 SC 上升到使電 5 晶體 Q 進入導通狀態時, 電晶體的 I B 會因 I C 的增加而減少, 當 I B 下降,I o 亦跟著下降, 即 I o SC I C I B I o, 故當電晶體一進入導通狀態 ( 即 BE 進入切入電壓, 即 0.5 以後 ), 則輸出電流就已被限制住了 故整個電 路的最大輸出電流是在電晶體 Q 導通前即 = +, 故 I SC BE Z Z + BE Z o = RSC 45. 關於功率晶體的熱阻為 θ, 其值愈小表示散熱效果愈佳, 若接合面溫度為 T j, 集極消耗功率為 P D, 周圍溫度為 T A, 則其關係公式為 T = P θ + T 在工作中之功率電晶體, 若已知其接合面溫度 T j = 0 C, 周圍溫度 T a = 0 C, 接合面消耗功率 = 40W, 則其熱電阻 θ ja 為.5 C /W P d j D A 3-

22 設一功率晶體之接面最高允許工作溫度 T = 70 C, 熱阻 θ = 0 C/W, 在外 j( max) 殼溫度 T = 30 C, 則其最高功率散逸 P D(max) 為多少? c 散逸熱量 T 最大散逸功率 P ( max ) T c = 70 C 30 C = 40 C j T T 40 C = C/W j( max) c D( max) = = θjc 70W 46. 圖 3.-6 二極體 D 為溫度補償二極體, 旨在抑制電晶體工作點因 BE 隨溫度改變而漂移 47. 圖 3.-7 二極體 D 為溫度補償二極體, 旨在抑制電晶體工作電因 I CO 隨溫度改變而漂移 JC 圖 3.-6 圖 光電晶體以開基極操作之靈敏度最大 49. 蕭特基電晶體是在電晶體的 BE 兩端並連一蕭特基二極體, 其目的為防止電晶體進入飽和區 50. 雙載體接面電晶體 (BJT) 的 β 與 I B 的大小成反比, 金氧半場效應電晶體 (MOSFET) 的互導 g m 與 GS 的大小成反比 5. 如圖 3.-8 所示, I = 0, = 0.6, 則 I =? 若 I = 0, = 0.6 b BE b BE 則 600Ω 兩端有 ma 流過 上方 3k 亦有 ma 流過 設 CE 若為導通飽和狀態約為 0. 0 則 I E 約為 5mA 3k + k I = I ma 4mA 圖 3.-8 C E C 3-

23 電子學 5. 如圖 3.-9 電路所示, 屬於何種負回授型態? 由第二級 o 輸出一回授電壓, 經由 R 及 R 3 回授因子, 負回授到第一級的串聯路徑上, 故本電路為一電壓串聯負回授電路 圖 3.-9 ( ). 如圖 () 中欲使電晶體飽和, 則 R B 之值應小於 () R C / β () β RC (3) R C (4) β RC ( ). 有一電晶體 β = 00, 測得基極電流 I = 0.4mA, 集極 電流 I C 為 4mA, 則此電晶體工作於何區 () 工作區 () 飽和區 (3) 截止區 (4) 以上皆非 96 數位 ( ) 3. 轉移曲線是指 : () I 曲線 () i o 曲線 (3) 李沙育圖形 (4) 頻率響應曲線 93 儀表 圖 () ( ) 4. 電晶體開關優於機械式開關之原因在於 () 推動電感性負載時無火花產生 () 無磨損與污染 (3) 無接點跳動現象 (4) 以上皆是 ( ) 5. 有關電晶體開關電路中, 若論其交換時間則 ()P-MOSFET 較短 ()C-MOSFET 較短 (3)NPN 電晶體較短 (4)PNP 電晶體較短 ( ) 6. 飽和型電晶體開關電路比非飽和型電晶體開關電路速度慢, 其主要原因為 () 延遲時間較長, 下降時間較長 () 下降時間較長 (3) 上昇時間較長 (4) 儲存時間較長 93 數位 ( ) 7. 在使用鍺電晶體的漏電電流比矽電晶體較 () 不一定 () 相等 (3) 小 (4) 大 ( ) 8. 矽質功率電晶體的接合面, 所能承受的最高溫度為攝氏 ()50 C ~300 C ()00 C ~300 C (3)50 C ~00 C (4)00 C ~0 C ( ) 9. 設一功率電晶體之接面最高允許工作溫度 T = 70 C, 熱阻 Q = C / W, B j(max) 在外殼溫度 T C = 30 C 時, 則其最高功率散逸 P D(max) 為 : ()30W ()50W (3)70W (4)90W 93 儀表 ( ) 0. 功率半導體與散熱片間塗上矽脂膏, 其作用下列何者是錯誤的? () 不受溫度影響 () 改善散熱情況 (3) 降低接觸熱阻抗 (4) 增加散熱之有效接觸面積 JC 3-3

24 ( ). 就達靈頓對 (Darlington-Pair) 而言 () 輸出阻抗低, 電流增益小於 () 輸出阻抗低, 電流增益等於 (3) 輸出阻抗低, 電流增益甚高 (4) 輸出阻抗及電流增益皆甚高 ( ). 在工作中之功率電晶體, 皆已知其接合面溫度 T j = 0 C, 週圍溫度 T a = 0 C, 接合面消耗功率 = 40W, 則其熱電阻 θ ja 為 () C /W ().5 C /W P d (3)3.5 C /W (4)4 C /W 94 數位 ( ) 3. 若使用 0.5W 以下的電晶體時, 其包裝型式應選用下列哪一種較適當? ()TO-3 ()TO-39 (3)TO-9 (4)TO-0 93 儀表 ( ) 4. 電晶體之崩潰電壓, 下列何者為不正確? () B EBO > BCBO () B EBO > BCEO (3) B CEO > BCBO (4) B CBO > BCEO 93 儀表 ( ) 5. 電晶體之 β 值會隨溫度的上升而有下列何種變化? () 下降 () 上升 (3) 不變 (4) 視工作點而定 93 儀表 ( ) 6. 如圖 () 所示電路, 若 (ON) = 0.7, β =00, 則 I C 為 ()43μA ()4.3μA (3)0.43mA (4).43mA ( ) 7. 矽電晶體之 BE(sat) 值約為下列何者? (). ()0.8 (3)0.5 (4) 儀表 ( ) 8. 如圖 (3) 為 CE 放大電路之交流等效電路, h = 50, h = kω, 則基極的輸入阻抗為 fe ie BE ()kω ()0kΩ (3)5kΩ (4)04kΩ 9 數位 ( ) 9. 如圖 (4) 電路, 電晶體 h 參數為 h = 00, h = kω, 工作於低頻小訊號時, 此 電路之電壓增益約等於 ()0.8 ()0.9 (3). (4)98 fe ie 圖 () 93 數位 圖 (3) 圖 (4) ( ) 0. 電晶體正常工作時, 若測得 CE 等於 CC 時, 下列狀況何者為不可能發生 ()B 極開路 ()C 極開路 (3)CB 短路 (4)CE 開路 3-4

25 電子學 ( ). 某一電晶體之 β 值為 49, 則其 α 值應為下列何者? ()0.9 ()0.94 (3)0.96 (4) 儀表 ( ). 雙極性電晶體在數位電路中作為下列何種之用途? () 混波 () 放大 (3) 整 流 (4) 開關 94 數位 ( ) 3. 如下列四種電路連接法, 哪一種為非達靈頓連接? 數位 () () (3) (4) ( ) 4. 如圖 (5), 電路中 I b =0, BE =0.6, 求電路 I c 值約為若干? ().ma ()3.mA (3)4.mA (4)5.mA 94 數位 ( ) 5. 電晶體電路如圖 (6) 所示, β h = 00 之矽電晶體, 求使電晶體停留在飽和區 = fe 之 R B 最大值, 假設 = 5, =0, R = 4.66kΩ, 則 i CC () R 97kΩ () R 48kΩ (3) R kω (4) R 76kΩ B B B C B 圖 (5) 圖 (6) ( ) 6. 靴帶式 (Bootstrap) 射極隨耦器的主要特點為 () 輸入阻抗極低 () 輸出阻抗極高 (3) 輸入阻抗極高 (4) 電壓增益極高 ( ) 7. 下列電路所示, 何者的達靈頓 (Darlinton) 連接是錯誤的? 90 儀表 () () (3) (4) 3-5

26 ( ) 8. 如圖 (7) 為放大電路, 若 h = 0, h = kω 則基極 的輸入阻抗近似值為 ()40kΩ ()50kΩ (3)400kΩ (4)5kΩ ( ) 9. 在共射極放大電路中, 使用的射極旁路電容器, 其作用為何? () 濾波 () 阻止直流電壓通過射極電阻 (3) 抑制振盪 (4) 使電壓增益不致因射極電阻而 fe ie 降低 94 儀表 ( ) 30. 某一電晶體之 α 值為 0.96, 則其 β 值應為下列何圖 (7) 者? ()4 ()36 (3)48 (4)60 95 儀表 ( ) 3. 在雙載體接面電晶體電路中, 何者是因歐萊效應所發生 () 穿透崩潰 () 累積崩潰 (3) 射極寬度變大 (4)I C 產生飽和 ( ) 3. 共射極電晶體短路電流增益降至 時的頻率若為 f =80MHz, 且電流增益 β =00, 則其截止頻率為 ()80MHz ()80MHz (3).8MHz (4)0.8MHz ( ) 33. 如圖 (8) 示電路, 其 h 參數中的 h 為 ()5kΩ ()0kΩ (3)5kΩ (4)0kΩ 數位 ( ) 34. 下列何者不是達靈頓放大的特點? () 輸入阻抗甚高 () 電壓增益甚高 (3) 電流增益甚高 (4) 輸出阻抗很低 ( ) 35. 如圖 (9) 電路中, 電晶體 h = 0, 則 () = 7 () = 9 (3) = 4 (4) =0 B fe C T C B 圖 (8) 圖 (9) ( ) 36. 電晶體三種組態中, 其輸出阻抗最高與最低者分別為 () 共基極 共射極 () 共基極 共集極 (3) 共集極 共射極 (4) 共射極 共集極 95 儀表 ( ) 37. 有一共集極電晶體放大電路之負載電阻 R L = kω, 且電流增益 hfe( 或 β 值 ) 為 00, 假設電晶體的 hie 可忽略不計, 則此放大電路輸入阻抗為? ()0kΩ ()kω (3)0kΩ (4)MΩ 95 數位 3-6

27 電子學 ( ) 38. 功率電晶體裝配在散熱片時, 絕緣墊圈應裝配在哪個位置? () 螺絲與功率電晶體外殼之間 () 功率電晶體與雲母墊片之間 (3) 散熱片與螺帽之間 (4) 不需安裝 96 數位 ( ) 39. 如圖 (0) 所示為電晶體之 re' 模型 關於電晶體之 h 參數 ( 忽略 hr 及 ho) 與 re' 參數間的關係, 下列敘述何者正確? ()β=hie,βre'=hfe ()β=hfe, βre'=hie (3)β=hie,re'=hfe (4)β=hfe,re'=hie 95 數位 ( ) 40. 如圖 () 電路中, 若該矽電晶體之 h fe = 30,I CBO = 0, 則此電晶體動作為 () 截止 () 飽和 (3) 工作 (4) 不動作 圖 (0) 96 數位 ( ) 4. 如圖 () 電路所示, 忽略 BE(sat) 及 CE(sat) 和 I CBO 的影響, 其電路飽和的條件為 何? ()R C β R B ()(R C +R E ) β R B (3)R B β (R C +R E ) (4)R B β R C 96 儀表 圖 () 圖 () ( ) 4. 在共射極電晶體電路中, 射極電流為 5mA, 基極電流為 0.mA, 則其電流增益為 ()39 ()49 (3)59 (4) 數位 ( ) 43. 電晶體 I co 為 0nA, 而其 I ceo 為 μa, 由此可估計此電晶體的 β 約為 () ()0 (3)50 (4)00 9 數位 ( ) 44. 如圖 (3) 中電路,Q Q 均為矽電晶體, h = 00, =0, 若將輸出端 A B Short 則 () I = 0.5A () I =A (3) I = A (4) I > A o o FE o in o 圖 (3) 3-7

28 ( ) 45. 如圖 (4) 所示, 屬於 () 射極偏壓法線路 () 共集極偏壓法線路 (3) 分壓器偏壓法線路 (4) 固定偏壓法線路 ( ) 46. 如圖 (5) 的樞密特觸發電路, 請問 C 之作用為 : () 平均兩端電壓 () 加速電容器 (3) 讓交流信號通過 (4) 濾波 圖 (4) 圖 (5) ( ) 47. 如圖 (6) 之電路為 : () 單穩態多諧振盪電路 () 放大電路 (3) 電源穩壓電路 (4) 整流電路 96 儀表 圖 (6) ( ) 48. 有一共集極電晶體放大電路之負載電阻 R L =kω, 且電流增益 hfe( 或 β 值 ) 為 00, 假設電晶體的 hie 可忽略不計, 則此放大電路輸入阻抗為 ()0kΩ ()kω (3)0kΩ (4)MΩ.(4).() 3.() 4.(4) 5.(3) 6.(4) 7.(4) 8.(3) 9.(3) 0.().(3).() 3.(3) 4.(4) 5.() 6.(4) 7.() 8.(3) 9.() 0.(3).(4).(4) 3.(3) 4.(3) 5.() 6.(3) 7.(4) 8.(3) 9.(4) 30.() 3.(3) 3.(3) 33.(3) 34.() 35.(3) 36.() 37.(3) 38.(3) 39.(3) 40.(3) 4.(4) 4.() 43.(4) 44.() 45.(3) 46.() 47.(3) 48.(3) 3-8

29 電子學 3-3 電晶體放大器. 一般放大器的增益都是以中頻段為基準, 其頻率影響應曲線, 在截止頻率處的電壓 增益為最大電壓增益的 倍 ( 即中頻增益的倍 ), 此點頻率恰好是中頻段輸出 功率的一半, 故又稱半功率點, 如圖 3.3- 所示 f f = BW ( 頻帶寬度 ) f = 高頻截止頻率 f = 低頻截止頻率 Po 半功率點為 3 db =0log P 圖 3.3- 頻率響應 i. 電晶體工作於高頻時, 若其電壓增益變大, 則頻寬會變窄 調諧放大器之 Q 值愈大, 則選擇性愈佳, 曲線愈陡峭 例如某放大器電壓增益為 0 倍, 頻寬為 5kHz, 若加上負回授電路, 擴大頻寬為 30kHz, 則此放大器之電壓增益將減少為 60 倍 頻寬度與增益的乘積為一定值 ( 常數 ), 又稱頻寬增益積, 故同一放大器若電壓增益變大時, 則頻寬必變窄 若某電路的頻率轉移函數 H(f) 呈 0dB/decade 衰減, 是表示其轉換增益隨頻率每增 0 倍, 其增益下降為原來的 0. 倍 在一電子裝置的頻率響應規格中, 註明某一段的振幅對頻率響應特性為 0dB/decade, 此一數據也相當 6dB/octave (decade 為十倍頻 ;octave 為八音度 ) 3. 電晶體以串接或複接方式, 可提高放大器的增益, 串接是指相互連接的各級都為相同組態, 複接則是指各級間組態及連接方式不盡相同稱之 3-9

30 4. 串級放大系統的總增益等於各級增益之乘積, 如 A T = A A A AN 3, 但級數越多, 頻寬越窄, 在多級串級放大中, 級數越多, 電路穩定性也越差 5. 放大器的設計時, 增加頻率響應寬度, 可改善信號的延遲現象 6. 放大器的偏壓選擇不當, 將引起波幅失真 7. 要了解放大器失真情形, 使用頻譜分析儀最準確 8. 電晶體電路中, 要消除交叉失真, 可加入微小的順向偏壓 ( 即採用 AB 類放大 ) 9. 要改善輸入信號過大所引起的失真, 可以加大 CC 值或減少 R L 值 0. 電晶體用於小信號放大電路時, 其工作點必須位於工作區. 放大器若沒有加電壓, 則電路元件呈現截止狀態. 轉移曲線是用來分析輸入與輸出間的轉換關係, 故又稱 i o 曲線 ( 電晶體基極輸入階梯波波形時, 可在示波器上顯示多條電晶體共射極輸出曲線 ) 3. 若放大器之輸入阻抗與負載相等, 電流增益為 00, 則功率增益為多少? A A A P = A AI = AI R A I A P Z = Z L i = =00 = 00 = 理想放大器種類如表 3.3- R 參 數 表 3.3- 放大器類型 理想電壓理想電流理想互導理想互阻 R i 0 0 R 轉換特性 I o = Ai I S o = A S I o = Gm S o = Rm I S 5. 放大器加入負回授的主要目的是增加穩定度 ( + βa 倍 ), 另有其他優點如減少頻率及相位的失真, 減少放大器中的雜訊, 增加頻帶寬, 改進非線性失真使諧波降低, 但加入負回授會使放大器的電壓增益降低 A 6. 放大器加入負回授會使電壓增益下降, 即 A = vf + βa (A 為未回授前之電壓增益, β 為回授因數 ), 頻寬增加, 即 BW f = BW ( + βa), 故放大器的頻寬及增益的乘積為常數 7. 若電晶體的電流增益為 β 且其頻寬為 f β 則其轉移頻率 f T = β fβ,f T 為使電流增益降到 的截止頻率 3-30

31 電子學 8. 放大器的輸入阻抗及輸出阻抗, 會因加入負回授之後而變大或變小, 得視負回授種類而定, 如表 3.3- 為負回授與 R i 及 R o 之關係 表 3.3- 負回授輸入阻抗的輸出阻抗關係表 負回授特性 電壓串聯 電流串聯 電流並聯 電壓並聯 輸入阻抗 增加 增加 減少 減少 輸出阻抗 減少 增加 增加 減少 放大器類型 電壓放大 互導放大 電流放大 互阻放大 註 : 增加者為 = R( + βa), 減少者為 R f R f = R + βa 9. 一個理想放大器, 其輸入電流 I i 為 0, 才不會造成前級的負擔, 而輸入阻抗為, 則可匹配任何前級的輸出阻抗 0. 驅動電路每一增加一個負載時, 其輸出電容量也會隨著增加. 影響放大器低頻響應的因素有 : 輸入與輸出交連電容 射極旁路電容. 影響放大器高頻響應的因素有 : 極際電容 雜散 ( 分佈 ) 電容 電晶體的接合電容 米勒電容 輸入電容 電晶體的 h fe 等 3. 利用信號產生器產生方波加入放大器中, 以示波器觀其輸出波形, 可了解其頻率響應, 如圖 3.3- 為不同頻響的波形 ( 粗線顯示 ) 若單一頻率信號輸入到放大器中, 應用方波可以測其大致頻率響應情形 圖 3.3- 不同頻響的波形 4. 放大器採用直接耦合可獲得最佳的低頻響應特性, 因級與級之間為直接交連, 又稱直流放大器, 缺點是選用零件必須準確 電源電壓必須穩定 其工作點較不穩定, 最易受溫度變動, 而產生工作點漂移, 應加一射極電阻改善 在積體電路中所採用的耦合方式是直接耦合 5. 大信號放大器著重在工作效率及阻抗匹配, 是將小信號放大器送來的大電壓信號變成大信號功率輸出, 擴大機的外殼防護措施, 宜用接地法 3-3

32 6. C 類放大, 其偏壓工作點設計在截止區以下, 其效率最高, 失真度也最大, 一般只用於射頻放大或射頻振盪電路 7. A 類放大器設計工作點是在飽和區與截止區的中間點亦即負載線的中央位置, 即 CC 處, 所以失真小, 使集極電流能在輸入信號之全週期內流動 故當無信號時, 電晶體仍舊會消耗功率, 主要用於電壓放大 8. B 類放大器, 其偏壓工作點是設計在截止點上, 集極電流僅在輸入信號半週期間流動, 故有半波失真, 不適合直接做線性放大器 大都組合成推挽式放大, 由兩電晶體分別完成全週期工作, 效率可達 78.5% 9. 推挽放大器要達到完全平衡必須採用兩電晶體特性完全相同的放大器, 輸入信號須確實達到大小相等 相位相反, 如此電路中的偶次諧波可被平衡消去, 使得波幅失真減少 30. B 類推挽易產生交叉失真, 主要是當信號由正到負或負到正的交越時間, 因電晶體的切入電壓, 即電晶體 B E 偏壓過低所引起的非線性失真所形成 如圖 所示, 我們可以微小的順向偏壓修正 B 類推挽偏壓而獲改善,( 即 AB 類推挽式 ) 電晶體 B 類推挽放大器, 輸入信號大時無顯著失真, 輸入信號小時, 失真增加, 其原因為基極偏壓圖 交叉失真太低所致, 可加一小小的順向偏壓使其工作在 AB 類即可 3. 各類放大器的比較如表 表 各類放大器比較表 A 類 各類放大器 最大效率 η 工作點 失真 電阻為負載 5% 線性區, 中點 無 變壓器為負載 50% 線性區, 中點 無 B 類 78.5% 截止點上 交叉失真 AB 類 50%>η>78.5% 截止點線性區 較小 C 類 00% 截止點以下 失真極大 C 類放大器是工作在小於 80 的輸入信號週期裡, 大部分用在通訊調諧電路中 A 類放大器若採用串饋式 ( 電阻性 ) 負載, 則最大效率為 5%,A 類放大器, 當無輸入信號時, 靜態消耗功率最大 可消除偶次諧波失真為 B 類放大 3-3

33 電子學 3. 某一放大器使用 A 類放大器時, 欲輸出 40W 功率, 則應選用多少瓦的電晶體? A 類功率為 5%, η = 0. 5 Po 40W η =, 0.5 = Po + Ploss 40W + P loss P loss =0W 為電晶體承受之功率 33. 設放大器之輸入電壓為 m, 輸出電壓為 0, 試用分貝 (db) 計算電壓增益 A o 0 = 0log = 0log = 0 log0 4 = 80dB m i 34. 某一放大器無回授時增益為 00, 頻帶寬度 4kHz, 加了負回授後其增益降為 80, 此時頻帶寬為多少? BW A = BW A BW BW A 00 4k = 80 = = A 5k(Hz) 35. 電晶體推挽放大電路若採用單電源供給時, 其中點輸出必須採用電容器阻隔直流, 因輸出不用接變壓器, 稱為 OTL(Output Transformer Less) 電路 若改用兩組正 負電源時, 可不接輸出電容, 稱之 OCL(Output Capacitor Less) 電路 補償分壓網路之主要功能, 有提高輸入電阻 降低輸入電容 補償高頻衰減 只要維持整個電路各點之間的電位差關係不變, 則不論接地點設在電路的何處, 均不影響電路低頻工作, 因此必要時工作於低頻的電路, 可變動其接地點 36. 在音頻放大器中, 若為減少輸出信號中太高的音頻雜音, 可在集極與地間接一高頻旁路電容來濾除, 但也可能將某一部分信號中的高頻濾除 通常除了高通濾波器以外, 積分電路 低漏電流電容器 定電流源皆能直接用於產生鋸齒波形 高低通濾波器之截止頻率 f = / πrc 帶通濾波器通常是由一組低通濾波器與一組高通濾波器所組成 RC 串聯電路, 其輸出端取自電容兩端者稱之為積分電路 ( 又稱低通濾波電路 LPF) CR 串聯電路, 其輸出端取自電阻兩端者稱之為微分電路 ( 又稱高通濾波電路 HPF) 37. RC 交連電路構造簡單 成本低 頻率響應好 雜音低 但因電阻性負載損失功率大, 適用於小功率放大或電壓放大 低頻信號會受到交連電容 C 的衰減且前後級阻抗較不易匹配, 若要低頻響應好,C 值須加大 耦合電路中, 交連電容功能為阻止直流通過, 傳送交流信號 3-33

34 38. 負回授放大器的四種接法如圖 (a) 電壓串聯負回授 ( 電壓放大器 ) (b) 電流串聯負回授 ( 互導放大器 ) (c) 電流並聯負回授 ( 電流放大器 ) (d) 電壓並聯負回授 ( 互阻放大器 ) 圖 回授放大器種類 39. 變壓器交連有阻抗很容易匹配的優點, 匹配時電流放大最大, 具有較高的功率輸出, 且可隔離前後級間的直流電壓 但頻率響應受到變壓器線圈電感及分佈電容影響, 高低頻欠佳, 是所有交連電路中, 頻響最差的, 而且變壓器體積大, 成本也高 40. 採用變壓器耦合的 A 類功率放大, 可提高 A 類效率至 50%, 但輸出功率最大時, 其諧波失真也大 4. 一放大器之輸入阻抗為 00kΩ 輸入電壓為 0m 輸出阻抗為 00Ω, 輸出電壓為 0, 則其功率增益為多少 db? A p 0 Po 00 9 = 0log = 0log = 0log0 = 90dB P 3 i (0 0 ) 00k 4. 有一放大器經量測其輸入信號為 0dB, 其輸出信號為 5dB, 則該電路之電壓增益為多少? 原信號 0dB, 經放大至 5dB, 電壓增益共放大 0 db + 5dB = 35dB 3-34

35 電子學 43. 三級放大電路中, 各級電壓放大分別為 0 倍 40 倍 60 倍, 求其總電壓增益 (db)? A T A T = = (db) = 0log A = 0log = 93.6dB (log 48 =.68) T 44. 某放大器, 若其輸入功率為 0.0W, 其輸出功率為 0W, 則其功率增益為多少 db? Po 功率增益為 0 log 0W A p =0 log = 30dB P 0.0W 45. 如圖 為典型 B 類推挽放大器, 設輸入信號為 = sinωt, 則其效率為多少? i m P η = P o( ac) i( dc) 00% i I = ( ) I m m m CC 00% m = 00% 圖 CC 46. 某一放大器增益為 40, 若加上負回授電路, 回授量是輸入信號的 0%, 其總增益 A 40 為 A vf = = = 8 + βa 輸入信號 5 sin0t + 6sin 0t 而輸出信號 0 sin0t + 8sin 0t 則此放大器有頻率失真 i = 5sin(30t) + 7sin(45t), o = 0cos(30t) + cos(45t), 則此放大器有頻率失真及相位失真 輸入信號為 5 sin0t + 6sin 0t, 而輸出信號為 0sin0t+ 4cos0t, 則此放大器有相位失真 若輸入信號為 sin(30t ) + 4sin(60t), 而輸出為 4sin(30t ) + 6sin(60t), 則此放大器有頻率失真 48. 某放大器開環路增益 A = 00, 由於溫度變化關係致使其電壓增益變化量為 0% 加回授因素 β = % 的負回授, 其電壓增益變化量為若干? A vf A A vf A 00 = = = 40 + βa = = 5 0%, % = = 4% 若一放大器未加負載前與加上負載後的電壓增益相差較大, 代表負載效應較大 3-35

36 50. 如圖 3.3-6, 並回授因數 (feedback factor),β 由 R R 與 R 值決定 β = R + R 5. 量測一放大器的輸出特性, 二次諧波失真率為 4%, 三次諧波失真率為 3%, 則其總諧波失真率 THD % = 3% + 4% = 5% 5. 如圖 所示, 已知 Q Q 的 h = 50, h = kω, h oe io = 45μs, 其電流增益 A i = 值約多少? i 此電路並非達靈頓串接放大器, b fe ie 故其 A i h fe, 而是由 Q,CC 放大與 Q,CE 圖 放大所組成 Q 負載 k, 又 Q hie = k, 致使流入 Q 之電流為 i o io io io 故 = = hfe h fe = = 50 i b ib i o 3 電流增約為 0 倍 圖 圖 如 圖所示, 若測得 =, = 0, =0, 則電路可能的故障原因為何? 正常情況, 各點電壓略算 B R = 0 = R + R E = B 0.7 =.3 B E C 3-36

37 電子學 E 0 R = 4.8 R C = C E 若發生故障 = 0, 表示沒有 I E, 沒有 I C, 因此 C 接近 + 0, 可能的故障為 E B E 間開路所造成 54. 如圖 所示, 若電路的電壓增益為 00 倍, 求電路有效輸之電容量 C in 約為若干? 根據米勒定理,C 跨於輸入與輸出之間, 將可轉換到輸入端及輸出端上 Z in Z =, Z A out = A Z A 此處 Z 是指阻抗, 故轉換為 C 時 C in C A = pf 00 00pF 圖 ( ). 放大器的設計, 若要改善對信號之延遲現象, 可 : () 提高電源電壓 () 增加頻率響應寬度 (3) 穩定偏壓 (4) 提高增益 ( ). 放大器的偏壓選擇不當, 將引起? () 波幅失真 () 頻率失真 (3) 相位失真 (4) 電路振盪 96 儀表 ( ) 3. 某一放大器之電壓增益為 0, 頻寬為 5kHz, 若加上負回授電路, 擴大頻寬為 30kHz 時, 則此放大器之電壓增益變為 : ()00 ()0 (3)60 (4)40 9 儀表 ( ) 4. 某放大器若其輸入功率為 0.0W, 而其輸出功率為 0W, 則其功率增益為何? ()30dB ()40dB (3)50dB (4)60dB 儀表 ( ) 5. 某放大器增益為 40, 若加上負回授電路, 回授量是輸入信號的 0%, 則其總增益為 ()4 ()8 (3) (4)4 90 數位 ( ) 6. 放大器的測量結果常以分貝 (db) 來表示, 下列何者為誤 () P = 0log( P o /P ) () = 0log( o / ) (3) P = 0log( P o /P ) (4) I = 0log( I o /I ) 9 數位 db i db ( ) 7. 電晶體放大器之效率為 75%, 若電源供給電能無限制, 電晶體能承受 0W 之功率, 則該電路最大輸出功率為 ()30W ()5W (3)0W (4)7.5W ( ) 8. 設放大器之輸入電壓為 m, 輸出電壓為 0, 試用分貝 (db) 計算其電壓增益 A 值 ()0dB ()40dB (3)60dB (4)80dB i db i db i 3-37

38 ( ) 9. 當放大器的輸入端加入標準方波信號, 來檢驗放大器的失真情況, 若由示波器觀測放大器的輸出端波形, 如圖 () 所示則表示放大器為何種失真 () 低頻響應過大 () 低頻響應相移 (3) 高頻響應過大 (4) 高頻響應不足 ( ) 0. 下列何者具有低頻損失和相移之現象時, 其方波之輸出應為 圖 () () () (3) (4) ( ). 產生 B 類推挽放大器交叉失真的原因為 () 輸入信號過大 () 阻抗不匹配 (3) 功率放大功數過大 (4) 電晶體 B E 偏壓過低 90 數位 ( ). 若某電路的頻率轉移函數 H(f) 呈 0dB/decade 衰減, 是表示其轉換增益隨頻率每增加 0 倍, 其增益下降為原來的 ()0.0 ()0. (3)0 (4)00 93 數位 ( ) 3. 若單一頻率信號輸入到放大器中, 以測其大致頻率響應情形時, 應用下列 何種波? () 正弦波 () 三角波 (3) 鋸齒波 (4) 方波 ( ) 4. 量測一放大器的輸出特性, 二次諧波失真率為 4%, 三次諧波失真率為 3%, 則其總諧波失真為何? ()3% ()4% (3)5% (4)7% 90 儀表 ( ) 5. 如圖 () 所示, 是採用何種回授方式? () 電流並聯回授 () 電流串聯回授 (3) 電壓並聯回授 (4) 電壓串聯回授 ( ) 6. 電晶體放大電路中會影響低頻響應的電容器, 下列何者為正確? () 交連電容 () 傍路電容 (3) 交連與傍路電容 (4) 雜散電容 90 數位 ( ) 7. 一般放大器之頻率響應曲線, 在截止頻率處圖 () 之電壓增益為最大電壓益之 ()0.707 ()0.63 (3)0.5 (4)0.5 倍 9 數位 ( ) 8. 當共射極放大器之集極電流增大時, 其集極功率損耗 () 視工作點的位置決定增加或減少 () 必然隨之增加 (3) 必然隨之減少 (4) 必將導致熱跑脫 90 數位 ( ) 9. 在音頻放大器中, 於集極與地之間如有一個電容器, 其作用為 () 增加放大器的高頻響應 () 減少輸出信號太高的音頻雜音 (3) 傍路射頻 (4) 傍路音頻 3-38

39 電子學 ( ) 0. 一般放大器之頻率響應曲線, 在截止頻率處之電壓增益為最大電壓益之 ()0.5 倍 ()0.5 倍 (3)0.63 倍 (4)0.707 倍 ( ). 下列何者不會影響放大器的低頻響應? () 輸入端的交連電容 () 輸出端的交連電容 (3) 電晶體電極間的極際電容 (4) 射極旁路電容 數位 ( ). 消除交叉失真方法是 () 增加微小的反向偏壓 () 增加微小的順向偏壓 (3) 增加負載電阻 (4) 增加電源電壓 ( ) 3. 推挽式放大器可減少? () 奇偶諧波失真 () 偶次諧波失真 (3) 奇次諧波失真 (4) 直流成份失真 ( ) 4. 在各種交連電路中, 何種交連之頻率響應最差 () 直接交連 () 電感交連 (3)RC 交連 (4) 變壓器交連 ( ) 5. 變壓器耦合 A 類功率放大, 若輸出功率最大, 則 () 相位失真最大 () 頻率失真最大 (3) 諧波失真最大 (4) 波幅失真最大 ( ) 6. 在積體電路中所採用的耦合方式通常為何? ()RC 耦合 () 阻抗耦合 (3) 變壓器耦合 (4) 直接耦合 儀表 ( ) 7. 某一放大電路無回授時增益為 00, 頻帶寬度 4kHz, 加了負回授後其增益降為 80, 此時電路的頻帶寬度為 ()4kHz ()5kHz (3)0kHz (4)5kHz ( ) 8. 電壓並聯負回授可改善下列何種放大器的特性? () 電壓放大器 () 互阻放大器 (3) 互導放大器 (4) 電流放大器 93 儀表 ( ) 9. 在 RC 耦合電路中,C 值必須甚大, 其原因為 () 級與級間之直流可順利通過 () 會產生較佳偏壓穩定 (3) 消散高功率 (4) 改善低頻響應 ( ) 30. 下列何者不是負回授的優點 : () 增加頻寬 () 減少失真 (3) 增加穩定度 (4) 增加放大倍數 93 儀表 ( ) 3. 靴帶式 (Bootstrap) 射極隨耦器的主要特點為 () 輸出阻抗極高 () 輸入阻抗極高 (3) 電壓增益極高 (4) 輸入阻抗極低 90 數位 ( ) 3. 如圖 (3) 電路的低頻響應受到以下那些元件的影響? ()C c R L R R R E C E ()R E C E (3)C c R L R R (4)C c R R ( ) 33. 輸入信號 5 sin0t + 6sin 0t 而輸出信號 0 sin0t + 8sin 0t, 則此放大器具有下列何者失真? () 頻率失真 () 非線性失真 (3) 波幅失真 (4) 互調失真 9 數位 圖 (3) 3-39

40 ( ) 34. 電晶體基極輸入下列何種波形時, 可在示波器上顯示多條電晶體共射極輸出曲線 () 階梯波 () 三角波 (3) 正弦波 (4) 方波 ( ) 35. 放大器的半功率點是指在頻率響應曲線中, 截止頻率處的電壓增益為最大 電壓增益的幾倍? ()0.707 ()0.636 (3)0.89 (4) 儀表 ( ) 36. 電晶體放大電路中, 下列何者是影響放大器高頻響應的主因 () 電晶體的極際電容 () 耦合電容 (3) 射極傍路電容 (4) 反耦合電容 93 數位 9 96 儀表 ( ) 37. 如圖 (4) 電路所示, 已知 Q Q 的 h = 50 h = kω h = 45μs, 則其電流 fe 增益 A = i / i 值約為 : () 5 0 () 0 (3) 5 0 (4) 0 i o b 儀表 ( ) 38. 負回授放大器的輸出阻抗 Z o, 及輸入阻抗 Z i 的關係為下列何者? () 電壓串聯型,Z o 變大,Z i 變大 () 電流串聯型,Z o 變大,Z i 變小 (3) 電壓並聯型, Z o 變小,Z i 變大 (4) 電流並聯,Z o 變大,Z i 變小 93 儀表 ( ) 39. 如圖 (5) 電路所示, 電晶體之 β 值為 50, 則此放大電路之輸入電阻 R i 為? ()50Ω ()500Ω (3)kΩ (4)kΩ 9 儀表 ie oe 圖 (4) 圖 (5) ( ) 40. 電流串聯負回授, 會使電路的輸入阻抗 R i 及輸出阻抗 R o 產生何種變化? ()R i 增加,R o 增加 ()R i 增加,R o 減少 (3)R i 減低,R o 增加 (4)R i 減低,R o 減低 95 數位 ( ) 4. 產生 B 類推挽放大器交叉失真的原因為 () 輸入信號過大 () 阻抗不匹配 (3) 功率放大倍數過大 (4) 電晶體 B E 偏壓過低 95 數位 ( ) 4. 將放大器疊接 (cascade) 其最大的用途為何? () 提高電壓增益 () 提高電流增益 (3) 提高輸入阻抗 (4) 增加頻率寬度 9 儀表 ( ) 43. 某放大器開環路增益 A = 00, 由於溫度變化關係致使其電壓增益變化量為 0% 加回授因素 β = % 的負回授, 其電壓增益變化量為 ()0.4% ()0.8% (3)4% (4)8% 3-40

41 電子學 ( ) 44. 如圖 (6) 電路所示, 若測得 B = E = 0 C =0, 則下列何者為可能的故障原因? () 電晶體 B E 接面開路 ()R C 短路 (3)R E 開路 (4) 電晶體 B C 接面開路 儀表 ( ) 45. 如圖 (7), 電路的電壓增益為 00 倍, 求電路有效輸入電容量 C in 約為若干? ()0.pF ()pf (3)0pF (4)00pF 9 數位 圖 (6) 圖 (7) ( ) 46. 某放大器在其高頻或低頻截止頻率時的功率增益, 為其中頻段功率增益的若干倍? () () (3)/ (4)/ 94 數位 ( ) 47. 如圖 (8) 所示高通濾波器, 若輸入正弦波之頻率恰等於此電路之 -3dB 頻率時 ( 截止頻率 ), 則輸出波形的相位比輸入波形 () 落後 90 () 領先 90 (3) 落後 45 (4) 領先 45 圖 (8) ( ) 48. 一個理想的互導放大器, 其輸入阻抗 R i 與輸出阻抗 R o 應為 ()R i =,R o =0 ()R i =0,R o = (3)R i =0,R o =0 (4)R i =,R o = ( ) 49. 某放大器增益為 40, 若加上負回授電路, 回授量是輸入信號的 0%, 則其總增益為 ()4 ()8 (3) (4)4 ( ) 50. 下列何者不是負回授的優點? () 降低諧波失真 () 增進放大器穩定度 (3) 減少相位失真 (4) 較佳的低輸入阻抗 3-4

42 ( ) 5. 如圖 (9) 所示電路為何種負回授電路? () 電壓串聯負回授電路 () 電壓並聯負回授電路 (3) 電流串聯負回授電路 (4) 電流並聯負回授電路 94 數位 ( ) 5. 如圖 (0) 電路所示, 屬於何種負回授型態? () 電流並聯負回授 () 電壓並聯負回授 (3) 電壓串聯負回授 (4) 電流串聯負回授 94 儀表 圖 (9) 圖 (0) ( ) 53. 在共射極放大電路中, 使用的射極旁路電容器, 其作用為何? () 濾波 () 阻止直流電流通過射極電阻 (3) 抑制振盪 (4) 使電壓增益不致因射極電阻而降低 95 儀表 ( ) 54. 一個理想電壓放大器, 其輸入電流 I i 及輸入阻抗 R i 分別為 ()I i =,R i =0 ()I i =0,R i =0 (3)I i =,R i = (4)I i =0,R i = 95 數位 ( ) 55. 電壓增益 +6dB, 相當於電壓放大 () ()3 (3)4 (4)6 倍 95 數位 ( ) 56. 在一負載為 6Ω 的放大器, 測得輸出為 40dBm, 則此放大器的功率輸出為何? ()W ()0W (3)00W (4)000W 96 儀表 ( ) 57. 某一放大器之電壓增益為 5, 總諧波失真為 5%, 若接上一負回授電路, 回授因素 β 為 %, 則此放大器之諧波失真變為 : ()7.5% ()0% (3).5% (4)5% 96 儀表.().() 3.(3) 4.() 5.() 6.() 7.() 8.(4) 9.() 0.().(4).() 3.(4) 4.(3) 5.() 6.(3) 7.() 8.() 9.() 0.(4).(3).() 3.() 4.(4) 5.(3) 6.(4) 7.() 8.() 9.(4) 30.(4) 3.() 3.() 33.() 34.() 35.(3) 36.() 37.() 38.(4) 39.() 40.() 4.(4) 4.(4) 43.(3) 44.() 45.(4) 46.(4) 47.(4) 48.(4) 49.() 50.(4) 5.() 5.(3) 53.(4) 54.(4) 55.() 56.() 57.() 3-4

43 電子學 3-4 振盪與調變波. 振盪器的振盪必要條件 穩定的直流電源供應 可控制振盪頻率的元件 正回授 ( 回授信號須與輸入信號同相, 即移相 360 或 nπ) 足夠的增益 ( β A = ). 欲使正回授電路產生振盪, 其迴路增益 (loop Gain) 之大小, β A 應大於或等於 若 β A = 所產生振盪為等幅波, 若 β A > 時, 振幅將漸增乃至變形失真 故實際振盪器 β A 略大於, 以維持連續的等幅振盪即可 3. 巴克豪生準則的 (Barkhausen,Criterion) 定義, 是所有正弦波振盪都必須遵守的 β A = 0 或 80, 即必須滿足 β A 大小為, 且相位移為 360 或 nπ 的條件 如圖 3.4- 中 (a) 圖表示放大器採反相放大, 所以 β 網路必須再反相 80, 才能達到正回授 圖 (b) 中放大器採同相放大, 所以 β 網路只取樣回授, 不必再倒相, 所有振盪器中, 只有韋恩振盪與雙 T 型振盪屬於此類 (a) A = 0 β (b) β A = 80 圖 RC 相移振盪, 其振盪條件為增益 A 9, 因每一節相移介於 0~90, 要移相 80, 至少要 3 節以上, 屬低頻正弦波振盪器, 常用在低頻信號產生器中 若採用三級 RC 相移領先回授, 則振盪頻率為 f = 若使用雙極性電晶體 π 6RC 作放大器, 則欲使電路產生振盪時, 所須之電壓增益最小值應為 9 5. 韋恩電橋振盪, 其振盪條件為 A 3, 是由電橋網路非反相放大器組成, 回授電路 不必相移, 可參考圖 所示, 是一種同時具有正 負回授電路, 屬於 RC 振盪 3-43

44 電路的一種電路, 其負回授是經由電阻臂完成 可利用電橋平衡, 對振盪頻率為純電阻性, 所以無相移, 屬低頻正弦波振盪器 若正回授迴路中全為電阻元件, 無電抗元件, 而將電抗元件置於負回授迴路上的是 T 型電橋振盪器 ( 參考 圖所示 ), 而韋恩電橋 (Wien-bridge) 振盪器, 其正回授因素 β 最大為 /3 若 R = R = R, C = C = C 振盪頻率為 /πrc 又韋恩電橋振盪器接一白熾燈泡於負回授電路中, 其主要作用為穩定輸出之振幅 6. 考畢子振盪器 (Colpitts) 為雙電容回授及一個電感器構成之高頻正弦波振盪器, 考畢 子振盪電路是用電容式分壓型的儲能電路, 其振盪頻率為 f = π LC 7. 哈特萊 (Hartley) 振盪器為雙電感回授及一個電容器構成之高頻正弦波振盪器, 唯其振盪頻較考畢子低 哈特萊振盪電路是用電感式分壓型的儲能電路, 即使用中間抽 頭之電感器來完成振盪, 其振盪頻率為 f = π LC 8. 石英晶體振盪器, 其振盪頻率比其它波振盪器及韋恩電橋的穩定度高, 是正弦波振盪器中最穩定 最準確的, 若再經溫度補償後穩定度 (Stability) 更高 9. 每一石英晶體 (Crystal) 都有其自然頻率, 利用壓電效應可獲一交流電壓輸出, 厚度越薄, 自然頻率愈高, 圖 3.4- 為其等效電路及電抗特性 圖 3.4- 石英晶體 例如右圖 所示, 若要振盪器工作時, 石英晶體應呈現電感性, 才可振盪 在諧振頻率點 f p 與 f s 極為接近, 視為同點可取串聯諧振特性或並聯諧振來應用 f s = π L m C s f p = π L m C C s s C + C p p 圖

45 電子學 ω 串聯諧振頻率為 ω s, 並聯諧振頻率 ω p, 則 ω p s = C + C s 0. 有一石英晶體振盪子, 標示頻率為 0.00MHz, 其有效數字為 4 位, 若標示頻率為 MHz, 則其有效位數有 7 位, 可表示出頻率之精準程度, 石英晶體振盪器較 LC 振盪器之優點為振盪頻率較穩定. 相鎖迴路 (Phase locked loop, PLL) 是由相位檢波器 低通濾波器及電壓控制振盪 (CO) 所組成, 用於做輸入信號頻率的鎖定或同步控制, 如電視接收機 FM 選台器 數據機及遙測等方面 電壓控制頻率 (CF) 或稱電壓控制振盪 (CO) 當控制電壓加的愈高, 則輸出頻率愈高, 具有調頻 (FM) 的功能, 要獲較高傳輸速率可採調相 (PM) 調變方式. 非正弦波振盪器的主動元件, 採非線性工作, 即利用電晶體工作在飽和區或截止區兩種狀態 3. 非穩態多諧振盪器 (Astable multivibrator) 如圖 是屬於自由振盪方式, 不需外來 的控制信號, 通上電源即開始振盪, 輸出波形為方波, 或脈波 當 R R = R R = c = Rc Rc, C = C = C 時, 則其振盪頻率 f o p B = B B, 0.7 =, 其中電晶體必須工作於截 R C RB 止區與飽和區間, 即電晶體的 β 電晶體組成的無穩態電路中, 需經 T =. 4RBC R 後, 方可產生轉態 C B 圖 無穩態多諧振盪器 4. 雙穩態多諧振盪器 (Bistable) 或稱正反器, 觸發一次轉態一次, 沒有觸發永遠持續不變, 不像無穩態多諧振盪器需要兩個 RC 交連電路, 隨時在轉態 而另一種單穩態電路 ( 又稱單擊電路 ) 必需要有持續之觸發訊號, 才能產生一連串的脈波 已知某單擊器的工作週期為 80%, 且輸出脈衝寬度為 00μs, 則輸入到此單擊器之兩觸發信號間的最短時間為 5μs 其中 C S 及 C S 為加速電容, 可縮短電晶體的交換時間 3-45

46 5. 樞密特觸發電路 (Schmitt trigger) 是一種波形整形電路, 可以將輸入非數位波形 ( 類比 ) 轉變成數位波形輸出, 如圖 即樞密特觸發電路是用來產生適用於數位電路應用的輸出, 且樞密特電路有在交換電路中避免臨界點誤動作的功能 通常方波可利用積分電路轉換為三角波, 在經微分電路可轉換回方波 C S 為加速電容輸入電壓大於上限電壓, 輸出為 H i, 輸入電壓小於下限電壓, 輸出為 L 0 6. 無線電廣播頻段 ( 台灣 ) AM 調幅波 :535kHz~650kHz, 中週頻率 455kHz FM 調頻波 :88MHz~08MHz, 中週頻率 0.7MHz 7. 無線電電波頻率分配 : 低頻 (LF):30k-300kHz 極高頻 (HF):30M-300MHz 中頻 (MF):300k-3MHz 高頻 (HF):3M-30MHz 特高頻 (UHF):300M-3GHz 超高頻 (SHF):3G-30GHz 8. 某電台發射電波頻率為 500kHz, 其電波的波長為多少? (m/s) 3 0 (m/s) 波長 λ =, 已知 f =500kHz, λ = = 00(m) f (Hz) 500k(Hz) 9. 某一調幅信號如圖 3.4-6, 若其調變信號振幅的峰對峰值為 3, 載波信號振幅峰對峰值為 5, 則調變百分比為多少? 調變信號電壓 m % = = 00% 載波信號電壓 3 = 00% = 60% 5 0. 某調幅波在示波器上觀得波形如圖 所示, 其調幅百分比為多少? 調幅百分比 若 B = 6, A = A B 6 m% = 00% = 00% = 50% A+ B 6+ 圖 樞密特觸發電路 8 圖 圖

47 電子學 若 A = 0, B = 0 m% = 00% 67% 0 + 若一調幅信號, 最大振幅與最小振幅之比為 :, 其調變百分率為 33%. 如圖 所示, 為一中心頻率為 f o, 衰減量為 0dB/decade 的帶止濾波器 (BSF), 則其頻寬為 f4 f ( 兩個 3dB 間的距離為頻寬 ), 而非 3 f f. 在調幅波中的功率是分別存在載波與旁波帶之中, 而旁波帶又分上 下旁波帶 若載波功率為 00W, 調幅百分比為 75%, 則上下旁波帶的功率為何? 旁波帶的功率與調幅百分比 P U = P L = P C m 4 m 4 (0.75) = 00 4 成正比 = = 4W 當調幅 (AM) 發射機達到百分之百調變時, 其調幅總電力 P T 為 P C 的.5 倍 3. FM 廣播, 發射前將音頻信號中高頻部分振幅提高稱為預強調 (pre-emphasis), 接收時在檢波輸出端上再將高頻部分的振幅還原稱解強調 (De-emphasis), 其主要目的是提高信號雜音比, 預強調與解強調的時間常數約為 75μs 4. 視頻信號的頻寬較寬自 60Hz~4MHz, 為改善視頻放大器的高頻響應, 可附加峰化線圈 目前台灣的有線電視, 其鎖碼台的解碼器實係一種陷波器 ( 帶止濾波器 ) 5. 量測放大器的輸出特性, 二次諧波失真率為 4%, 三次諧波失真率為 3%, 則其總諧波失真率為多少? THD % D + D3 + D4 + Dn = THD % = = 5% 6. 溫度補償型的陶瓷電容器, 適用於較高 Q 值的諧振電路上 7. 射頻功率放大器宜採用效率最佳的 C 類放大器, 在傳輸類比的高頻信號時, 多採用 同軸電纜線 圖 電路 Q 值越高其頻寬越窄, 選擇性則越佳, 在串聯諧振電路中, 其選擇性與 Q 值成正比, 通常調變方式與可傳輸較高的速率無關 fr 9. 在中週變壓器中, 頻寬 (BW) 和諧振頻率 (f r ) 及 Q 值間的關係式為 BW = Q 超外差接收機的頻率選擇性主要是由接收機中頻放大電路來決定, 故在調諧放大器之 Q 值愈大時, 選擇性愈佳 3-47

48 30. 在台灣無線電廣播的頻段有 AM 及 FM 兩種, 因採用超外差的接收方式, 其中頻分別為定為 455kHz 及 0.7MHz 接收 600kHz 調幅 (AM) 電台的可能出現的假像頻率為電台頻率 + 倍中頻, 故假像頻率為 50kHz 3. 駐波比是表示饋線與天線匹配情形, 當不匹配時電波將被反射回去, 駐留在饋線上造成傳輸上的衰減, 駐波比越高, 表示阻抗越不匹配 r Z Z L O =,r 為駐波比, L Z L + ZO S = max min Z 為天線阻抗, Z O 為饋線阻抗 + r =, 其中 S 為駐波比的 S 值, 是入射波與反射波的最大值與最小值之比 r 故當輸送線之入射波振幅為 5, 反射波振幅為 5, 其駐波比 (SWR) r 為 3/ 3. 某帶通濾波器 (BPF), 其兩截止頻率分別為 f 與 f, 則其中心頻率 f c 可用幾何平均 數求得, 即 f f, 或用算術平均數求得, 即 33. 如圖 所示, 由 555 組成一無穩態多諧振盪電路, 第 5 腳所接的電容作用為何? 555 IC 為一計時用 IC,Pin5 通常為改變時序週期或重置比較器的控制電壓腳 若不用時宜接一 0.0μF 的電容到地, 即可減少雜訊干擾 本圖為一無穩態多諧振盪 t = 0.693( Ra + Rb ) C (H i 輸出週期計算公式 ) t = 0.693R C (L o 輸出週期計算公式 ) b T = t + t = 0.693( R + R ) C a b f = = T ( R a.44 + R b (Hz) = 6Hz ) C 34. 哈特萊振盪器如圖 所示, 其振盪頻率由 f + f 工作週期 % Ra + Rb D = 00% 75.8% R + R = f o = 決定, 其電路由電感分割回授 π ( L + L ) C 而考畢子振盪器則將 L 與 C 互換, 由電容分割回授, 以上兩者皆為正弦波高頻振盪器常用之振盪電路 35. 主動濾波器是指藉由 RC 被動元件及運算放大器整圖 合裝配而成, 可參考本書 圖至 圖所示之濾波器, 其主動濾波器適用於寬廣的頻率範圍, 價格低廉, 並提供高輸入阻抗 a b 圖

49 電子學 低輸出阻抗 增益及種類繁多的響應 其中二階高低通濾波器, 依其不同阻尼係數時所產生的響應, 分為 巴特沃斯 (Butterworth) 濾波器 ( 阻尼係數.44), 較平坦的通帶響應, 貝索 (Bessel) 濾波器 ( 阻尼係數.73), 有最佳脈衝響應與提供正弦波訊號最佳時間延遲, 且具有線性相位響應, 契比雪夫 (Chebyshev) 濾波器 ( 阻尼係數.06), 高頻響應較高, 增 圖 3.4-(a) 二階低通濾波器 益隨頻率而升高有尖峰, 但暫態響應最差 如圖 3.4-(a)(b)(c) 所示 圖 3.4-(b) 低通頻率響應曲線圖 圖 3.4-(c) 低通相移曲線圖 ( ). 所有弦波振盪都必須遵守的巴克豪生準則為何? () A β = () A β = 0 (3) A β = (4) A β = 儀表 ( ). 低頻信號產生器之振盪電路主要是採用 () 多諧振盪器 () 哈特萊振盪器 (3) 柯畢茲振盪器 (4)RC 網路振盪器 ( ) 3. 一哈特萊 (Hartley) 振盪器, 其電容量可從 00pF 調整到 400pF, 且振盪線圈的電感量為 900μH, 則其振盪的頻率範圍為何? ()65kHz 至 530kHz ()65kHz 至 060kHz (3)33kHz 至 530kHz (4)33kHz 至 060kHz 94 儀表 ( ) 4. 在三級 RC 相移振盪器中, 其振盪條件為增益 A 必須 () 近似於無限大 () 等於 0 (3) 大於 9 (4) 小於 9 ( ) 5. 可提供一連串的脈波輸出的是 () 樞密特 () 無穩態 (3) 單穩態 (4) 雙穩態電路 ( ) 6. 石英晶體的主要優點是 () 振盪輸出振幅穩定 () 振盪輸出振幅較大 (3) 容易振盪 (4) 振盪輸出頻率穩定 3-49

50 ( ) 7. 需使用在 Q 值較高及諧振電路上的陶瓷電容器, 以何種形式之陶瓷電容器較適合 () 高電介質常數型 () 半導體型 (3) 溫度補償型 (4) 以上均可 ( ) 8. 有關維恩電橋振盪器之敘述, 下列何者有誤? () 正回授量 β = / 3 () 同時具有正 負回授 (3) 屬於 RC 振盪電路一種 (4) 其負回授是由電抗臂完成 9 數位 ( ) 9. 下列何者不是振盪器振盪的必要條件? () 穩定的直流電源供應 () 可控制振盪的元件 (3) 負回授電路 (4) 足夠的增益 β A = ( ) 0. 下列那一種振盪器的穩定度 (Stability) 最高? () 溫度補償石英晶體 () 一般石英晶體 (3) 韋恩電橋式 (4)LC 諧振電路 ( ). 韋恩電橋振盪, 若 R = R = R ; C = C = C, 振盪頻率為? () () (3) (4) π 6RC πrc π 3RC π RC ( ). 採用電容分壓方式來做正回授的是下列何種振盪器? () 考畢子振盪器 () 哈特萊振盪器 (3) 阿姆斯壯振盪器 (4) 負電阻振盪器 95 數位 ( ) 3. 考畢子振盪器的回授電路, 通常由什麼元件所組成? () 二個電感器 一個電容器 () 二個電容器 一個電感器 (3) 二個電阻器 一個電感器 (4) 二個電感器 一個電阻器 儀表 ( ) 4. 石英晶體的等效電路如圖 () 電路所示, 串聯諧振頻率為 ω s, 並聯諧振頻率為 ω p C C s p ω p, 則 =? () () ω C C s p s C C s p (3) + (4) 儀表 C p Cs 圖 () ( ) 5. 若載波功率為 00W, 調幅百分比為 75%, 則上旁波帶的功率最接近下列何者? ()75W ()37W (3)5W (4)4W ( ) 6. 輸送線之入射波振幅為 5, 反射波振幅為 5, 其駐波比 (SWR) 為 ()5 ()/5 (3)3/ (4)/3 95 數位 ( ) 7. 已知某單擊器的工作週期為 80%, 且輸出脈衝寬度為 00μS, 則輸入到此單擊器之兩觸發信號間的最短時間為 ()5μs ()50μs (3)75μs (4)5μs ( ) 8. 下列何者是用電容式分壓型的儲能振盪電路? () 相移 () 哈特萊 (3) 維恩 (4) 考畢子 ( ) 9. 下列何種振盪器是將電抗元件置於負回授迴路上, 而正回授迴路中則全為電阻元件無電抗元件? ()RC 相移振盪器 () 韋恩電橋振盪器 (3)T 電橋振盪器 (4) 無穩態多諧振盪器 9 儀表 ( ) 0. 超外差接收機的頻率選擇性, 主要是由接收機中的哪一個電路來決定? () 射頻放大器 () 本地振盪器 (3) 變頻電路 (4) 中頻放大器 90 數位 3-50

51 電子學 ( ). 巴克豪生振盪準則 (Barkhausen Criterion) 是 () β A < 0 () β A = 0 (3) β A = 80 (4) β A < 90 9 數位 ( ). 某一調幅信號, 若其調變信號振幅的峰值為 3, 截波信號振幅的峰值為 5, 則調變百分比為 ()60% ()50% (3)40% (4)30% ( ) 3. 目前台灣的有線電視, 其鎖碼台的碼器實係一種 () 低通濾波器 () 高通濾波器 (3) 解調制器 (4) 陷波器 數位 ( ) 4. 某電台所發射的電波頻率為 500 仟赫, 其電波的波長為 () 公尺 ()0 公尺 (3)00 公尺 (4) 公里 9 96 數位 ( ) 5. 傳輸類比的高頻信號時, 應使用下列何種導線最為適當? () 彩虹排線 () 多蕊線 (3) 同軸電纜線 (4) 單蕊線 9 儀表 ( ) 6. 如圖 () 所示為一相鎖 PLL 迴路, 其輸出信號的頻率 fout 與輸入信號的頻率 fin 之間的關係為何? ()fout = fin.n ()fout = fin/n (3)fout = fin (4)fout = (fin)n 95 數位 ( ) 7. 如圖 (3) 為 () 非穩態振盪器 () 雙穩態電路 (3) 單穩態電路 (4) 三態電路 95 數位 圖 () 圖 (3) ( ) 8. 下列電路何者可將類比信號轉換成數位性信號? () 樞密特 () 帶通濾波器 (3) 電壓隨耦器 (4) 無穩多諧 ( ) 9. 具有線性相位響應的主動濾波器電路為 () 巴特沃斯 (Butterworth) 濾波器 () 契比謝夫 (Chebyshev) 濾波器 (3) 貝索 (Bessel) 濾波器 (4) 匹配 (Matching) 濾波器 90 數位 ( ) 30. 如圖 (4) 電路所示的哈特萊振盪器 (Hartly oscillator) 而言, 其振盪頻率為何? () () (3) π ( L L ) / C π ( L // L ) / C π (L L ) C (4) π + 90 儀表 ( L // L ) C ( ) 3. 如圖 (5) 所示, 由 IC555 所構成的電路, 下列敘述何者不正確? () 為一無穩態多諧振盪器 () 振盪週期 T = 0.7( R + R C (3) o 為高電位的時間 t a b) = 0.7( R + R C (4) o 為低電位的時間 t = 0.7R C 9 93 數位 h a b) a + 3-5

52 圖 (4) 圖 (5) ( ) 3. 三級 RC 相移振盪器, 每級之相角各為 ()0 ()30 (3)60 (4)90 ( ) 33. 輸送線之入射波振幅為 5, 反射波振幅為 5, 其駐波比 (SWR) ()5 ()/5 (3)3/ (4)/3 ( ) 34. 如圖 (6) 電路所示, 第 5 腳所接之電容器作用為何? () 減少雜訊干擾 () 減少放電時間 (3) 減少振盪頻率 (4) 增加振盪頻率 9 儀表 ( ) 35. 如圖 (7) 電路所示, 為一非穩態多諧振盪器, R = k, R = 5.6k, C =.0μF, 振盪工作週期為 ()50% ()65% (3)75% (4)35% 圖 (6) 圖 (7) ( ) 36. 如圖 (8) 所示之調幅波, 若 A =0P P, B = P P 時, 其調變百分比為何? ()% ()0% (3)50% (4)67% 數位 圖 (8).().(4) 3.() 4.(3) 5.() 6.(4) 7.(3) 8.(4) 9.(3) 0.().().() 3.() 4.(3) 5.(4) 6.(3) 7.(4) 8.(4) 9.(3) 0.(4).().() 3.(4) 4.(3) 5.(3) 6.() 7.() 8.() 9.(3) 30.(3) 3.(4) 3.(3) 33.(3) 34.() 35.(3) 36.(4) 3-5

53 電子學 3-5 運算放大器. 差動放大器具抑制同相信號 ( 共模信號 c, 雜音 ), 而放大差額信號 ( 差模信號 d, 真正信號 ), 其共模互斥比 (CMRR) 愈大愈好, = A + A. 共模互斥比 (Common-Mode Rejection Ratio, CMRR) 表示差動放大對雜音的抵抗能力, 即 CMRR 值越高, 對雜訊排斥能力越好 定義 CMRR = A A d c,a d : 差模增益 A C : 共模增益 理想 CMRR 為,A d 很大,A C 0 3. 理想差動放大器, 當兩個輸入信號相同時, 其輸出電壓為 0, 即 = A d d o d d c c 0 4. 差動放大器是運算放大器的基本級, 為一高輸入阻抗 高增益 頻率響應由 DC(0Hz) 至數 MHz, 且穩定度極佳的放大器, 用於 OCL 電路時, 其偏移量小, 可補償零點的漂移, 由兩個電晶體及一個射極電阻組成最基本的電流鏡電路 5. 差動放大器的射極電阻會影響 CMRR, 在積體電路內為提高輸入阻抗及共模互斥 RC 比, 即提高其差模增益, 故多以定電流源來代替 R E 大,CMRR 也大, 因 A C =, R R E,A C,CMRR, 若 R E 為, 則 CMRR 6. 有一差動放大器, CMRR = 000, A = 00, 有兩信號分別為 00μ 及 50μ 輸入, 則輸出電壓 o 為多少? c d = = 00μ 50μ = 50μ = ( + ) = (00μ + 50μ) = 75 μ d c 6 75 o = Ad d( + ) = ( + ) = 0.05m CMRR d 7. 有一差動放大器 = 40, = 60 時, 其輸出電壓 = 8m, 但換成 i μ i = 80μ i μ = 0, 的輸入電壓時, 其輸出電壓 = 4m, 由此可知差動放大 i μ 器的 CMRR 為若干? c 由於 o = Ad d ( + ) CMRR 將題目中的條件代入上式中 d o o E 3-53

54 8m 4m = A d = A d 00μ 80μ ( + ) CMRR 80μ 00μ 40μ ( + ) CMRR 40μ 3 式 式, 可得 CMRR =.5 0, 3 代入 或 式中亦可得 A =0 8. 若一恆流源差動放大器的各個雙載體接面電晶體 (BJT) 的參數相同, 即 h = 50, h ie =.5kΩ, h oe = 5μs, 則此放大器的差模電阻值約為 倍 h ie 的值 而電流差動放大器 (CDA) 輸入阻抗則趨近無窮大, 而輸出阻抗則趨近於 0 9. 理想運算放大器 (OPA) 之基本特性有 開環路增益 A OL 輸入阻抗 Z i 輸出阻抗 Z o 0 頻帶寬度 BW 電路特性 : 溫度穩定度高 電源變動影響小 反應速度快, 即輸入端之信號有微小變動, 輸出端立刻發生變化 輸入 = 0, 則輸出 = 0 in 抵補電壓為 0 out 0. 運算放大器基本上為具有高增益的差動放大器, 常利用負回授來控制其電壓增益. 理想運算放大器之共模互斥比為,CMRR 越高, 愈能將同極性的輸入信號排斥掉. 運算放大器接成負回授, 其增益與頻寬乘積值仍然不變, 閉迴路之增益比開迴路增益低, 稱為負回授, 故運算放大器在接成負回授時, 其頻寬較開迴路大 3. 運算放大器的小訊號單位增益頻率, 是指運算放大器的小訊號開環路增益為 時的輸入信號頻率 4. 運算放大器的上升時間 t r (rise-time) 與頻帶寬 BW (Band Width) 間之關係式為 0.35 BW = t r 5. 運算放大器中的抵補電壓 (off-set) 特性是指輸入為 0 時, 輸出應為 0, 若輸出不為 0, 則必須加一抵補電壓使其為 0, 一般理想 OP, 此電壓應為 0 6. 扭轉率 (Slew rate) 指運算放大器之輸出電壓能跟隨輸入信號作反應的最大速率 Δo Av Δi 若扭轉率越高, 表示 OP 的反應速度越快, 頻率響應越好, 其 SR = = Δt Δt 7. 常用 IC 中屬於 OPA 的有 LM34(4 個 OPA),μA74( 個 OPA),MC458 或 RC4558 ( 個 OPA),MC340( 電流差動 ),LM38( 寬頻帶 ),CA3094( 大電流 ) 等, 在積體電路採用耦合方式通常用直接耦合 d fe 3-54

55 電子學 8. 虛短路 ( 虛接地 ) 是指理想 OPA 的輸入阻抗, 反相輸入與非反相輸入端間沒有電流流入, 即 I = 0, 因此兩端間沒有電位差 = 0, 在實際上是阻抗, 看卻像短路 id 與 I = 0, 故稱之 如圖 3.5- 為虛接地符號 in id 圖 3.5- R I in in = 0, = 0 註 : 虛接地觀念僅適用於負回授電路, 正回授或開迴路等其他電路, 因不在線性區工作, 故不適用 即只要有負回授則 OP 的 +, 輸入端對外接輸入而言, 其輸入阻抗是為 0, 而非無限大 9. 高增益型 OPA 的輸入端加設兩個二極體, 是將輸入限制在 ± 0.6 以內, 以達保護作用 如圖 3.5- 所示 0. 如圖 電路所示, 假設運算放大器為理想放大器, 此電路為非反相放大, R 電壓增益為 A = + R id 圖 3.5- 圖 如圖 為理想運算放大,R 的目的是為減低輸入偏壓電流的效應, R 其值為 R // R, 放大倍數 A = = 3, 負回授方式是屬於電壓並聯回授 R 圖 圖

56 R. 如圖 電路為一減法器, 其輸出端 o 可表示為 o = ( )( ) R 3. 如圖 所示為電壓隨耦器, 其因具 00% 負回授, 故 其電壓增益 A =, 且輸入阻抗 R i, 輸出阻抗 R o 0, 故常被作為緩衝器使用 4. 如圖 所示, 求 R 值為多少? 圖 m 由圖中得知 A = = 00 m 此圖為非反相放大 R R A = + R 0k 故求得 R = = = 0Ω 如圖 為一減法電路, 求 o? o 0k = ( ) ( ) = 0 k 圖 圖 如圖 為一非反相放大, 若 S 為 + 直流電壓時, o 為多少? in = S 0k = = 0k + 0k 00k ( + ) = 0k o = in 圖

57 電子學 7. 如圖 所示為一低通主動濾波器, 若 R = 0kΩ, C = 0.00μF 多少? f H, 則其高頻截止頻率為 = = = 5.9kHz πrc π 0k 0.00μF 圖 如圖 3.5- 所示為一積分器 o = ( ) i ( t) dt RC 9. 運算放大器可作為頻率對電壓 ( F / ) 轉換之用, 當 F 愈高,DC 愈大 若欲使用運算放大器製作一對數放大器, 則應使用二極體非線性特性區作為負回授 (NFB) 元件 圖 利用簡單 RC 電路作積分器使用時, 若要使其特性與真正積分器相當, 則其時間常數 T 遠大於輸入信號週期 (t i ), 即 RC >> ti 3. 如圖 3.5- 所示為一韋恩電橋振盪器 其振盪頻率 f = π R R C C 若 R = R = R, C = C = C, 則 f R 其振盪條件 = R + R = πrc 即放大器之 A 3 圖

58 3. 如圖 所示若開關 S S S 4 ON, S 3 OFF, 則輸出電壓 o =? o k k = [( ) + ( ) + ( k 4k = (.65) = 3.5() k 6k )] 圖 如圖 所示之電路, 其電壓增益為多少? 此電路為一非反相放大器 R f 4k 故 A = + = + = 5 R k 圖 如圖 所示, 此電路為正向峰值檢波器, OPA 為一電壓隨耦器經由 Diode 作正向檢波, 使 C 充電到輸入的最高峰值, 並保持 圖 如圖 為一定電流產生器, 求流過 R L 之 I L 恆為多少? I = R 6 = 300Ω Z = I I = 0mA = L 0mA R L 大小不影響 I L 故稱定電流產生器 圖 如圖 為一 μa74 腳位圖, 其輸出腳為腳 6, 接於腳 及腳 5 間的 R, 目的為調整輸入抵補電壓用, 其電源供給電壓為 ± 如圖 為一 78XX 系列的穩壓 IC, 外觀為 TO-0 型, 其輸入端與輸出端如圖示 3-58

59 電子學 圖 圖 如圖 電路是由 OPA 組成的非穩態多諧振盪器, + β R 週期為 T = RC ln ( β = ) β R + R 可產生方波輸出, 故此電路為一方波波形產生電路 39. 三角波經微分器後會變成方波輸出, 而方波經微分器後會形成正負脈波輸出 40. 如圖 為一窗型比較器, 輸入介於 L 及 H 間, o 為 0, 當 i > H 或 i < H, 則 o 為 CC 圖 圖 如圖 3.5- 為一微分器 o di ( t) = RC dt R 4. 如圖 3.5- 為樞密特觸發電路 R,R 構成回授網路, 其回授因數 β = 用於 R + R 產生數位電路應用的輸出, 有波形整形功能 Z D 與 Z D 為限幅作用, 若 R =k, R = 00k R, 則其回授因數為 β = = R + R

60 圖 3.5- 圖 3.5- R 若電源電壓為 ± CC, 則上 下臨界電壓 L 及 H 約 ± CC 值之間 R + R 43. 如圖 為單穩態多諧振盪器, 必須要有持續的觸發信號, 才能產生一連串的脈波 R 脈波週期 T = R 3 C ln ( β = < ) β R + R in 經 CR 微分, 由 D 取出負向脈波, 做為觸發信號 圖 如圖 3.5- 為一 OP 的考畢子振盪電路, 其振盪頻率為 f C C C 與 C 串聯值, 故 C T = C + C =, 其中 C T 為 π LC T 45. 如圖 所示為一穩壓電路, 設電晶體 B 與 E 之間的順向壓降為 be, 稽納二極體的稽納電壓為 Z, 則其輸出電壓 out 為多少? R 為一限流電阻, 提供一 Z 恆定電壓給 OPA 非反相輸入, 故 電壓與 Z 相同 + out = IR + = IR Z 3-60

61 電子學 由於 OP 輸入阻抗無限大,I 流過 R 與 R 不分流 Z I = out = R + Z = Z ( + ) R R R R 圖 圖 R 46. 如圖 為一精密半波整流電路, 其 o = i 為正半週輸出, 若 R 為 00kΩ, R i t ( ) = 0sin ωt 伏特, 輸出 o 的平均值要達 6.36, 則 R 要用多大? 由於半波整流的平均輸出電壓約為 0.38 i, 若為達 倍之平均電壓時,OP R 的 R 要為, 故 R 宜使用 00kΩ 圖 如圖 所示, 若設 =, 則其輸入 S 的臨界上限 U 為若干? o( sat) ± 本電路為一零位同相型的磁滯比較電路 R 50k = 00k U = o ( sat) = R R 6 50k = = 00k L = o ( sat) R 故 > S U 時, o 為 + (sat) S < L 時, o 為 (sat) 6 圖

62 48. 如圖 為一單極點放大器, 若已知 0 db 時, 頻寬為 500kHz, 則閉迴路頻寬應為多少? 增益頻帶積 GBP 不變 0 db 頻寬 500kHz,3 db 頻寬 400kHz, 4 k A v 為, A vf = = 4 k BW A BW v = A vf BW = 400kHz = A vf 00kHz 49. 如圖 所示, 其輸出電壓應為多少? 本電路很像一減法器, 但在輸入端上電阻並不對稱, 不適合減法器計算, 必須使用各輸入獨立分別計算, 即非反相放大及反相放大分別計算, 最後再重疊合成即可 k 反相放大 o = + ( ) = () k k k 非反相放大 o = + ( ) ( + ) = + 0.6() 4k+ k k 輸出 o = o + o = -+0.6= -.4() 圖 圖 ( ). μa74 的積體電路, 電源電壓最大可輸入幾伏特? () ± 8 () ± 5 (3) ± (4) ± 儀表 ( ). 如圖 () 電路所示, 假設運算放大器為理想放大 R R 器, 則電壓增益 () A = + () + R R R R (3) (4) ( + ) R R ( ) 3. 有一差動放大器, CMRR = 000, A = 00, d 有兩電壓 00μ 和 50μ 輸入, 則輸出電壓 o 為 : ()0.05m ()0.05m (3)0m (4)00μ 圖 () 3-6

63 電子學 ( ) 4. 差動放大器的射極電阻很大可以 () 增加電流增益 () 增加電壓增益 (3) 增加輸入阻抗 (4) 增加共模拒斥比 93 儀表 ( ) 5. 一個理想運算放大器共模訊號之拒斥能力以 CMRR 來表示, 一般為 () 小於 () 等於 0 (3) 近似於 (4) 近似於無限大 9 96 數位 ( ) 6. 如圖 () 電路所示, 設 OPA 之 O (max) 及 - O (max) 分別為 + 及 -, 則其 O (P-P) =? ()6 ()9 (3) (4)5 95 儀表 ( ) 7. 如圖 (3) 電路所示, 其輸入電阻和輸出電阻各約為何? ()R i =0Ω R o =0kΩ ()R i =0kΩ R o =0Ω (3)R i =0kΩ R o =0kΩ (4)R i =0kΩ R o =0Ω 95 儀表 圖 () 圖 (3) ( ) 8. 如圖 (4) 所示之電路, 其輸出電壓 o 為 () 5 伏特 () + 5 伏特 (3) 5 伏特 (4) + 5 伏特 ( ) 9. 如圖 (5) 所示電路為單極點放大器, 已知 0dB 時頻寬為 500kHz, 則閉迴路頻寬為 ()500kHz ()400kHz (3)5kHz (4)00kHz 95 數位 圖 (4) 圖 (5) ( ) 0. 下列有關 OPA 電壓隨耦器的敘述何者為誤? () 具 00% 負回授 ()R i 0,R o (3) 因 OPA 開迴路增益, 故 A = (4) 常做為緩 衝級使用 ( ). 如圖 (6) 電路, 若採用理想的運算放大器, 則輸出電壓為 () ().5 (3).5 (4) 95 數位 圖 (6) 3-63

64 ( ). 有一差動放大器, = 40, = 60 時, 其輸出電壓 = 8m, 但換成 i μ i = 80μ i μ = 0, 的輸入電壓時, 其輸出電壓 = 4m, 由此可知差 i μ 動放大器的 CMRR 值為若干? () 0 () 0 (3) 0 (4) 0 90 儀表 ( ) 3. 如圖 (7) 低通濾波器所示, 若 R =0k, C = 0.00μF, 則其截止頻率為 ()5.7kHz ().5kHz (3)5.9kHz (4)0.kHz ( ) 4. 關於差動放大器的敘述, 下列何者有誤? ()CMRR 值愈高, 對雜訊排斥的能力愈好 () o = Add + Ac c (3) CMRR = d / c (4) = A + / (CMRR )] 90 儀表 o d d[ c d ( ) 5. 有關圖 (8) 電路是何種電路? () 維恩電橋振盪器 () 相移振盪器 (3) 頻率補償放大器 (4) 相移放大器 ( ) 6. 圖 (9) 電路為 : () 半波整流器 () 積分器 (3) 對數放大器 (4) 正的峰值檢波器 儀表 o o 圖 (7) 圖 (8) 圖 (9) ( ) 7. 如圖 (0) 所示電路, 其振盤頻率 f 為何? ()/(πrc) ()/(π( 3 )RC) (3)/(π( 6)RC) (4)/(π( 0 )RC) 95 數位 圖 (0) 圖 () 3-64

65 電子學 ( ) 8. 如圖 () 電路所示, 為韋恩電橋振盪器, 若 R =R =R,C =C =C, 則振盪頻率 為何? ()/(πrc) ()/(π 6 RC) (3)/(π 3 RC) (4)/(π6RC) 94 儀表 ( ) 9. 圖 () 為韋恩電橋振盪器, 若 R = R = R, C = C = C, 則振盪頻率為 () /(π RC) () /(π 6RC ) (3) /(π 3RC ) (4) /(π 6RC ) ( ) 0. 如圖 (3) 所示穩壓電路, 設電晶體 B 與 E 間的順向壓降為 be, 稽納二極體的 稽納電壓為 z, 則其輸出電壓 out 為 () () = R / R ) (3) = R / R ) (4) = + )( R / R ) out be( + out z ( + out = in + z be out ( z be 數位 圖 () 圖 (3) ( ). 圖 (4) 為穩壓 IC79 系列中之 TO-0 型的外觀圖, 其 ( 輸入端 輸出端 ) 的接腳編號為 ()(3,) ()(,3) (3)(,3) (4)(,) ( ). 如圖 (5) 所示電路, 若 = 3 =, 則 o 為 () 8 () 4 (3)4 (4)8 96 數位 圖 (4) 圖 (5) 3-65

66 ( ) 3. 如圖 (6) 所示電路為單極點放大器, 已知 0dB 時頻寬為 500kHz, 則閉迴路頻寬為 ()500kHz ()400kHz (3)5kHz (4)00kHz 90 數位 ( ) 4. 如圖 (7) 所示, 若 =, 則此電路輸入之上 下限電壓為 () ± o( sat) ± () ± 3 (3) ± 9 (4) ± 圖 (6) 圖 (7) ( ) 5. 如圖 (8) 所示電路, 這是一個典型的 () 低通濾波器 () 高通濾波器 (3) 峰值檢出器 (4) 對數電路 96 數位 ( ) 6. 如圖 (9) 所示為一個低通主動濾波器電路, 下列敘述何者正確? () 其低頻截 止頻率 = /(πrc) () 其高頻截止類率 = /(πrc) (3) 其高頻截止頻率 f H f L = /(π ( RC)) (4) 其低頻截止頻率 = /(π ( RC) ) 93 數位 f L f H 圖 (8) 圖 (9) ( ) 7. 若一恆流源差動放大器的各個雙載體接面電晶體 (BJT) 的參數相同, 即 h = 50 h =.5kΩ h = 5μs, 則此放大器之差模輸入電阻值約等於多 fe ie oe 少? ()300kΩ ()5kΩ (3)3.0kΩ (4)500kΩ 90 儀表 ( ) 8. 由運算放大器所組成的反相放大電路是採用何種回授方式? () 電流串聯回授 () 電壓串聯回授 (3) 電流並聯回授 (4) 電壓並聯回授 ( ) 9. 最基本的電流鏡 (Current Mirror) 電路包括 () 一個電晶體和一個電阻器 () 兩個電阻器和一個電晶體 (3) 兩個電晶體接成兩個二極體 (4) 兩個電晶體和一個電阻器 96 儀表 3-66

67 電子學 ( ) 30. 若一恆流源差動放大器的各個雙載體接面電晶體 (BJT) 的參數皆相同, 即 h fe = 50 h ie =.5kΩ h oe = 5μs, 則此放大器之差模輸入電阻值約等於多少? ()300kΩ ()5kΩ (3)3.0kΩ (4)500Ω 96 儀表 ( ) 3. 圖 (0) 中所示, i 為 khz, ± 方波且上升時間與下降時間為 μs 時, 則 o 為 () 三角波 () 正負脈波 (3) 方波 (4) 正弦波 96 數位 ( ) 3. 圖 () 中電路為 () 對數放大器 () 指數放大器 (3) 均值檢出器 (4) 峰值檢出器 圖 (0) 圖 () ( ) 33. 如圖 (), 設 =, 求臨界上限 U 為若干? () + 6 () 6 o( sat) ± (3) + (4) 9 95 數位 ( ) 34. 欲使用運算放大器製作一對數放大器, 則應使用何種元件作為負回授 (NFB) 元件? () 電阻器 () 二極體 (3) 變容器 (4) 電感器 ( ) 35. 如圖 (3) 電路所示, 為波形產生電路, 輸出端的波形為何? () 三角波 () 正弦波 (3) 方波 (4) 鋸齒波 9 儀表 圖 () 圖 (3) 3-67

68 ( ) 36. 如圖 (4) 電路所示, 反相放大電路中,R X 之值應為 ()R ()R (3)R //R (4)R +R 96 儀表 圖 (4) ( ) 37. 如圖 (5) 電路所示, 若 R 為 00kΩ, ( t) = 0sin ωt, o 的平均值為 6.36, 則 R =? ()90kΩ ()00kΩ (3)0kΩ (4)0kΩ 9 儀表 ( ) 38. 如圖 (6) 所示電路之電源電壓為 ± CC, 則上 下限臨限電壓約為下列何者? () ± CC R / R () ± CC R / R (3) ± CC R / ( R + R ) (4) ± CC R / ( R + R) 9 儀表 i 圖 (5) 圖 (6).().() 3.() 4.(4) 5.(4) 6.(3) 7.() 8.() 9.(3) 0.().().(4) 3.(3) 4.(3) 5.() 6.(4) 7.(3) 8.() 9.() 0.(3).().(4) 3.(4) 4.() 5.() 6.() 7.(3) 8.(4) 9.(4) 30.(3) 3.() 3.() 33.() 34.() 35.(3) 36.(3) 37.() 38.(4) 3-68

69 電子學 3-6 場效應電晶體. 場效應電晶體 (FET) 是由閘源極 GS 電壓來控制汲極電流的主動元件, 是一種單極性 ( 單載體 Uni-polar) 的元件 SK30 是常用的 N 通道 FET 電子元件. FET 與 BJT 的比較 (BJT 為雙載體接面電晶體, 即普通電晶體 ) FET 為單極性,BJT 為雙極性 FET 是電壓控制模式,BJT 為電流控制模式 FET 輸入阻抗極高,BJT 較低 FET 製造密度高,BJT 密度低, 要考慮散熱 FET 無抵補電壓, 是良好截波器,BJT 有 0.7 切入電壓 FET 不受幅射影響,BJT 對幅射極敏感 FET 熱穩定佳, 沒有少數載子,BJT 有少數載子漏電電流 FET 增益頻寬積較 BJT 小很多 FET 有較大極際電容, 高頻響應不佳,BJT 較佳 FET 工作速度慢,BJT 速度快, 可工作於較高頻率 3. FET 的應用有 壓變電阻體 R (oltage variable resistor) 電阻負載 ( 在數位系統中 ) 雙向開關 記憶裝置 放大 4. 場效應電晶體不具負電阻特性, 可利用它的非線性區域作電壓控制可變電阻 (R), 或在定電流區作線性放大 即 FET 工作於歐姆區時, 可作壓控電阻, FET 作放大時, 必須工作於定電流區 5. 接合場效應電晶體的轉換曲線如圖 3.6- 所示, 為一拋物型曲線函數, 其 GS I D 為 GS 的關係式為 I D = I DSS ( ) I DSS 為飽和汲極電流洩極, = 0 P : 閘源極夾止電壓, I = 0 D GS P 圖

70 6. 接合場效應電晶體的汲源極特性曲線如圖 3.6- GS = 0, I D = I DSS 為最大 DS < P,I D 隨 DS 依電阻線性成正比變化, 此為電阻區, 即 FET 在低的 GS 時可視為一電阻器 >,I D 維持不變, 飽和為定電流區域即 DS P 飽和區 DS 增大超過其閘極接面最大額定值 PN 接面圖 3.6- 累增崩潰,I D 急增, 為崩潰區 7. N 通道 FET 源汲極間的半導體材質為 N 型, 其導電載子為電子,P 通道則為電洞 8. 不論 P 通道或 N 通道,FET 的載子都由源極移動至汲極 共源極 FET 放大器, 輸出電壓與輸入電壓相反 共汲極 CD 組態具有最高輸入阻抗 9. JFET 輸入阻抗約為 0 8 ~ 0 Ω, 主要是由閘極的反向偏壓漏電流 (Leakage Current) 所形成的 為防止打穿 FET 之絕緣層, 一般在閘源極間加上稽納二極體 0. JFET 小信號模型及參數定義, 如圖 圖 i d = gmgs + ds 汲極電阻 r d = r i d DS D 定值 = i ds d GS GS 定值 id id 互導 g m = = 放大因素 μ = GS 定值 gs DS DS 定值 DS GS I 定值 = ds gs D I DS 定值 三者關係為 μ = g m rd 金氧半場效應電晶體 MOSFET 與 JFET 的互導與 GS 的大小成反比, 而雙載體接面電晶體 (BJT) 沒有互導的電氣特性, 而只有 β 或 h fe 與偏壓的關係,I DSS 是在 GS = 0 的條件下測得 DS 3-70

71 電子學. 有一 FET 小信號放大, 若其 μ = 45, g = 300μA/, 則 r d 為多少? μ = g m r d μ 45 r d = = = 50kΩ gm 300μA /. 如圖 中的 Q (JFET) 之作用為何? 本圖為一穩壓電路 Q 為恒流作用 GS = I DRS 為固定 Q 工作在飽和區,I DS 固定 m 圖 空乏型 MOSFET( 金屬氧化物半導體場效應電晶體 ) 的 D S 通道早已存在, 而由閘極加上控制電壓使其空乏區加大達成控制 I D 的目的 若由閘極加上反向電壓使其通道中的感應電荷增加,I D 會變得愈大, 如圖 所示為空乏型 MOS 的轉換曲線 如欲使得空乏型 N 通道 MOSFET 近似截止 狀態 ( I = 0 ) 則應於閘極對源極加一高負偏 壓 D 圖 增強型 MOSFET 沒有連續通道, 因此 GS 為 0 時, 此 MOSFET 完全截止, 適合交換電路使用 如圖 為增強型 MOSFET 的轉換曲線 圖

72 5. MOSFET 符號的辨認, 如圖 所示 (a)d S 間虛實 (b) 基質箭頭 (c) 源極箭頭 (d)jfet 閘極箭頭 圖 MOSFET 閘極控制電壓正負極辨認如表 3.6- 種類 表 3.6- MOSFET 閘極控制電壓 增強型空乏型 ( 空乏模式 ) 空乏型 ( 增強模式 ) 控制電壓 N 通道 P 通道 N 通道 P 通道 N 通道 P 通道 GS 寬度加大 通道 通道 空乏區 空乏區 通道 通道 導通載子電子電洞電子電洞電子電洞 DS P 通道增強型 GS 加負電壓通道寬度加大, 導通載子為電洞, DS 加負電壓吸出通道載子, 典型商用平面型 MOSFET 之缺點為功率大都小於 W 7. 一 N 通道 JEFT 的夾止電壓 P = 4, 汲極飽和電流 I DSS =ma, 若此 JFET 的汲極電流 I = 3mA, 則其閘極與源極間電壓為 D 8. 型 MOSFET 是為提高 FET 的功率極限而設計的, 結構如圖 所示 (a) 一般的 MOSFET (b) 型 MOSFET 圖 MOSFET 與 MOSFET 的比較 3-7

73 電子學 因為所增加 n 型區之摻雜濃度很低, 所以 MOS 的洩 源極崩潰電壓很高 輸入與輸出端之間的雜散電容可忽略, 故 MOS 可工作於高頻領域 (f r 600MHz) 縮短的通道, 可以使 I D 與 GS 之間成為線性關係, 故有較低的通道電阻 由於 I D 具有負溫度係數,R DS 具有正溫度係數, 故 T R DS, DS I D, 可以避免熱跑脫現象, 具有極低的漏電流和較高的轉運速率 臨限電壓 r 介於 0.8 至 之間, 故 MOS 可與 TTL 邏輯電路合用, 雜音指數極低 9. CMOS 結構為上 P 通道與下 N 通道之 MOS 所組成, 其工作如同反相器 如圖 所示 (a) 為其結構圖 (b) 為反相器電路 (a) (b) 圖 CMOS 的基本連接方式 CMOS 與其他邏輯系統特性相比較, 具有下列優缺點 : 消耗功率極低 : 由於 CMOS 在任何一種輸入邏輯狀態下,Q 或 Q 必有一個是處於截止狀態, 所以沒有穩定的直流迴路, 因此直流功率消耗非常小 扇出 (fan-out) 數很高, 可達 50: 因 MOSFET 的輸入阻抗極高, 故 fan-out 甚高 雜訊免疫力 (noise immunity) 很好 對溫度的穩定性極高 邏輯擺幅為 DD 與扇出數無關 可使用的電源電壓之範圍較廣 0. 如圖 所示, 由於 N 通道 FET 之 GS 為正值, 因此在 R G 上獲得上正下負之電壓, 如此才能使得 JFET 的 G 極電位高於地電壓 圖

74 ( ). JFET 工作於何種工作區時, 可做為放大元件 () 截止區 () 飽和區 (3) 作用區 (4) 電阻區 ( ). 下列何種元件不具有負電阻特性 () 場效電晶體 (FET) () 可程式單接面電晶體 (PUT) (3) 單接面電晶體 (UJT) (4) 雙向激發二極體 (DIAC) ( ) 3. 通常接面場效電晶體 (JEET) 輸入阻抗大是因為 : () 閘極使用順向偏壓所造成 () 溫度效應 (3) 表面效應 (4) 閘極的反向偏壓漏電流 (Leadage Current) ( ) 4. 如圖 () 場效電晶體參數 R D = 30kΩ, gm = m, 則此電路之電壓增益 ( 在低頻時 ) 為 () 5 () 6 0 (3) 60 (4) 60 0 ( ) 5. 如圖 () 所示之符號, 其為下列何者之電路圖符號? () 空乏型 N 通道 MOSFET () 增強型 N 通道 MOSFET (3) 空乏型 P 通道 MOSFET (4) 增強型 P 通道 MOSFET 9 數位 Ω 圖 () 圖 () ( ) 6. 欲使 P 通道增強型 MOSFET 導通, 其閘極偏壓 gs 應加 () 零電壓 () 正 負電壓均可 (3) 負電壓 (4) 正電壓 ( ) 7. 下列裝置中, 以那一種具有最高的輸入阻抗 () 射極隨耦器 () 達靈頓對 (3)JFET (4)MOSFET ( ) 8. FET 在低的 DS 時, 可視為一 () 定電流器 () 定電壓器 (3) 電阻 (4) 電感器 93 數位 ( ) 9. FET 的 I DSS 是在下列何種條件下所測得 DS? () I = 0 () = 0 (3) = 0 (4) = 0 9 數位 DG DD ( ) 0. 由於 MOSFET 具有下列何種特性, 故可對抗熱跑脫 (thermal runaway) 之可能性? () 較快的切換速度 () 較低的通道電阻 (3) 具有正溫度係數 (4) 較高的電流與功率額定值 93 儀表 DS GS 3-74

75 電子學 ( ). 有一 FET 上信號放大, 若其 μ = 45, g = 300μA/ m, 則 r d 為 ()35kΩ ()67kΩ (3)50kΩ (4)5kΩ ( ). 如圖 (3) 中 Q (JFET) 之作用為 () 恆流作用 () 溫度補償作用 (3) 降壓作用 (4) 恆壓作用 圖 (3) 圖 (4) ( ) 3. N 通道空乏型 MOSFET, 閘源極加上一負電壓時, 通道寬度會 () 變小 () 變大 (3) 不變 (4) 條件不夠 ( ) 4. 在以下電路的各種組態中, 具有最高輸入阻抗的是 ()CS ()CD (3)CC (4)CG ( ) 5. SK30 之電子元件為 ()PNP 型電晶體 ()NPN 型電晶體 (3)P 通道 FET (4)N 通道 FET ( ) 6. 以下各種場效電晶體, 何者具有較低之通道電阻與較高之電流及功率額定? ()MOSFET ()JFET (3) 空乏型 MOSFET (4) 增強型 MOSFET 94 儀表 ( ) 7. 如圖 (4) 電路所示, 其等效為何種邏輯閘? ()AND 閘 ()OR 閘 (3)NAND 閘 (4)NOT 閘 96 儀表 ( ) 8. 下列敘述何者為正確? ()FET 的熱穩定性較 BJT 差 ()FET 的輸入阻抗較 BJT 小 (3)FET 的雜訊免疫力較 BJT 高 (4)FET 的操作速率較 BJT 快 96 儀表.().() 3.(4) 4.(3) 5.() 6.(3) 7.(4) 8.(3) 9.() 0.().(3).() 3.() 4.() 5.(4) 6.() 7.(4) 8.(3) 3-75

76 3-7 OPA 應用圖例. 由於電子類乙級檢定考試, 採取電腦命題, 計算類題有減少趨勢, 但電路圖辨識題及基本輸出入關係或公式, 已顯著增加, 本書特將最易命題的 OPA 應用電路圖歸納集中, 方便考生複習, 並請特別注意電路的公式及前後關係. 圖例如下 : 反相加法器 圖 3.7- 反相加法器 減法器 圖 3.7- 減法器 定電流電路 ( 使負載取得定電流 ) 圖 定電流放大器 3-76

77 電子學 積分器 ( 可將方波變成三角波 ) 圖 積分器 微分器 ( 可將三角波變成方波, 方波變成脈波 ) 圖 微分器 方波產生器 圖 方波產生器 ( 非穩態多諧振盪器 ) 3-77

78 波形整形電路 ( 窗型鑑別器 ) 圖 波形整形電路 對數放大器 ( 二極體反向, 其功能相同, 只是 i 應大於 0) 圖 對數放大器 指數放大器 ( 二極體反向, 其功能仍同, 只是 i 應小於 0) 圖 指數放大器 反相樞密特觸發器 3-78