應用電子學（II）期末考第1頁，共 5 頁應用電子學（應用電子學（II）期末考試題）期末考試題2001/6/18 10:00AM注意事項：1. 總分 160 分，考試時間 110 分鐘。2. 在答案紙封面註明姓名、學號，否則不予計分。3. 可以使用掌上型計算機。4. 不可使用試題卷與答案卷外之計算紙。5. 選擇題請先畫好如下答案表格後再做答。題次答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 156. MOSFET 之公式：ID=k(VGS-VT)2/2; ID=k(VGS-VT-VDS/2)VDS。k=(W/L)Cox。7. 下列為常見基本放大器的特性表，你不需推導，可直接使用：種類AvAiRinRoutCE-gmRL-rro CBgmRL1+=rrero1+gm(Ri/r)CC rRRLL + ) 1() 1(+1r+(+1)RL 1+ rRiCS-gmRLro CGgmRL11/gmro1+gmRi CDLmLm RgRg +11/gm8. 右圖電路o THEE ETHoutrrRRRRrRR +=1/)(9. )(2CCgfm T+=應用電子學（II）期末考第2頁，共 5 頁一、 選擇題（可能有一個以上之正確答案。共15題，一題4分，共60分）下圖為uA741運算放大器之電路示意圖，各電晶體之假設為200，請回答16 題1. 有關圖中標示之A、B、C、D及E部分電路之描述何者正確？ (A) A部分為輸入差動放大器； (B) B部分是電壓增益級； (C) C部分為一AB類功率輸出級； (D) D為各級之偏壓電流源； (E) E部分為電流放大器。2. 假如外加直流電源為12V，則IREF= (A) 0.366mA；(B) 1.46mA；(C) 0.733mA；(D) 0.579mA；(E) 以上皆非。3. uA741的最大輸出電流約為 (A) 10mA (B) 25mA (C) 50mA (D) 100mA (E) 150mA。ABCDVBBE應用電子學（II）期末考第3頁，共 5 頁4. Q8的偏壓電流為17.5A，則uA741輸入阻抗為 (A) 1.2M (B) 0.6M (C) 0.3M (D) 2.4M (E) 以上皆非。5. 續上題，此運算放大器之輸入偏壓電流為(A) 21A (B) 88nA (C) 44nA(D) 17.5A (E) 以上皆非。6. 假如輸入級A的增益為-500，B部分之增益為-300，此放大器之增益為(A) 55dB (B) 104dB (C) 52dB (D) 120dB (E) 150dB。如右圖為一由增強型的MOSFET構成之B類輸出電路，電晶體的參數|Vt|=1V，(W/L)Cox=200 A/V2。輸入一振幅為 5V的10kHz之弦波訊號。回答下面79題。 7. 在無負載的情形下，輸出電壓的峰值為： (A) 5V；(B) 10V；(C) 4V；(D) 3V；(E) 以上皆非。8. 交越區域(crossover interval)占整個週期的比例為： (A) 12.8%；(B) 6.4%；(C) 3.2%；(D) 25.6%；(E) 以上皆非。9. 在輸出加上多少負載電阻，會使得峰值變為輸入值之半？(A) 111k (B) 22.2k (C) 1.1k (D) 11.1k (E) 以上皆非。10. 一放大器之增益轉換函數可以寫成522 102/11 10210)(+=ssssA下列有關此放大器的描述何者正確？ (A) 中頻增益(midrange gain)為100； (B) 低頻3dB頻率fL在100Hz； (C) 高頻3dB頻率fH在105Hz； (D) 轉換函數有3個極點(poles)； (E) 轉換函數有1個零點(zero)。11. 續上題，當一頻率為107 Hz訊號輸入該放大器，則輸出訊號與輸入訊號的 相角差為： (A) -180 (B) -90 (C) 0 (D) 45 (E) -45。應用電子學（II）期末考第4頁，共 5 頁12. 右圖為一Darlington pair接成follower的電路，每一個BJT的為100。假如他接一個輸出阻抗為100k的訊號源，及一個1k的負載。由Q1的基極看入電路的 輸入阻抗（包括負載，不包括訊號源的阻抗）約為：(A) 1k (B) 10k (C) 200k (D) 1M (E) 10M。13. 續上題，由Q2的射極看入follower的輸出阻抗約為 （不包括負載，包括訊號源的阻抗） ：(A) 1k (B) 10k (C) 150 (D) 15 (E) 1.5。14. 續12題，這個Darlington pair的電流增益約為： (A) 1 (B) 100 (C) 104 (D) 106 (E) 200。15. 現有一偵測器，其輸出阻抗為10M，欲利用運算放大器(OP)將其電壓訊 號放大，在選擇OP時最好選擇輸入元件為何種類者？（提示：複選） (A) BJT；(B) JFET；(C) MOSFET；(D) 以上皆非。二、 簡答、計算及設計題： （共100分）1. (20分)uA741之小訊號模型如下圖，其中GM1=0.19mA/V，GM2=6.43mA/V，Rout1=7.03M，Rin2=5.67M，Rout2=63.9k，Rin3=3.84M。(a)請利用米勒近似計算高頻3dB點H及f(unit-gain frequency)。(b)假如slew rate為0.6V/ms，要求最大的輸出應用電子學（II）期末考第5頁，共 5 頁訊號峰值要為12V，則全功率頻寬(full power band width，FPBW)有多大？2. (30分)Cascode Amplifier(a) 列出cascode amp. 的兩個優點？(6分)(b) 右圖為一cascode放大器，電晶體參數：=200，VBE(on)=0.7V，VA=100V，C=35pF，C=4pF。 電路之元件參數 ：V+=10V，V-=-10V，RS=0.1k，R1=42.5k，R2= 20.5k，R3=28.3k，RE=5.4k，RC=5k，RL=10k，CL=0。(i)忽 略基極電流，估計Q1及Q2之集極電流，以及小訊號參數r、r及gm。(5分)(ii) 畫出此放大器之高頻小訊號模型。(5分)(iii) 計算由Q2之集極看入放大器的輸出阻抗。(4分)(iv) 計算此電路之midrange gain，以及高頻3dB點fH。(10分)3. (30分)BJT差動放大器BJT之參數：=320, VA=125V。QM的面積為QR面積的一半。(a)當a,b均接地時，計算QM，Q1及Q2的偏壓電流及小訊號參數gm及ro。(6分)(b)分別畫出此差動放大器之純差模及純共模小訊號等效電路。(6分)(c)計算差模增益、差模訊號看到的輸入阻抗、共模增益、共模訊號看到的輸應用電子學（II）期末考第6頁，共 5 頁入阻抗、輸出阻抗及CMRRdB(single-ended)。(12分)(d)計算可容許共模輸入之範圍。(6分)4. (8分)畫出)10/1)(10/1 ()10/1 (10)(4354ssssA+=之Bode plot，包括Amplitude及phase。5. (12分)如右圖之共基極放大器，假設偏壓電流約1mA，=100，C=0.8 pF，fT=600MHz。 (a) 估計midband gain Vo/Vs； (b) 用short-circuit time-constant method估計低頻3dB點fL； (c) 估計高頻3dB點fH。