所屬科目：電子學
一、圖一電路 VDD =+5 V，RD =4 kΩ，RG1 =8kΩ，RG2 =4kΩ，MOSFET 之臨界電壓 （threshold voltage）Vt = 0.75 V，製程參數 kn = kn ′ (W/L) = 8 mA/V2 ，求算 ID 以及 MOSFET 轉導（transconductance）gm之值。（20 分）
二、圖二中電晶體偏壓於主動區，其小訊號參數 gm、rπ、ro、β = gmrπ為已知，vsig為外加電 壓訊號源。畫出圖二電路的小訊號等效電路，並列式推導 Ro之數學式，以 RE、RC、Rsig 及電晶體小訊號參數表示。（20 分）
三、圖三中電晶體偏壓於飽和區，小訊號參數 gm = 2.4 mA/V，ro = 10 kΩ，寄生電容 Cgs = 5/π pF 與 Cgd = 0.35/π pF。取 Rsig = 0.4 kΩ，RL = 20 kΩ，CL = 0.5/π pF。低頻時其 輸入電阻 Rin 與輸出電阻 Ro 公式如圖所示。以開路時間常數法估算此放大器增益 Av = vo/vsig之高頻 3-dB 頻率，以 Hz 表示，忽略電晶體之 body effect。（20 分）
四、圖四(a)運算放大器開路增益 Av = vi/vs = 20 V/V，其他特性均為理想；放大器 Aa之 vo-vi 轉換曲線如圖四(b)。畫出 vo-vs大訊號操作之轉換曲線，必須標示各線段之轉折點電 壓與斜率，並詳列數學式說明所得之各數據。（20 分）
五、圖五反相器之高低電位輸入雜訊邊限（noise margin）分別定義為 NMH = VOH – VIH與 NML = VIL – VOL，其中 VIL 與 VIH 為其 vo-vi 轉換曲線斜率為–1 時之輸入電位，VOH 與 VOL分別為反相器輸出之高低電位，且輸入為 VOH與 VOL時其輸出分別為 VOL與 VOH。 電晶體 Q 之製程參數kn ′ (W/L) = 2 mA/V2 ，Vt = 0.8 V，ro = ∞。VDD = 1.6 V，RD = 20 kΩ， 求算其 VOH、VIH、VIL與 VOL。（20 分）
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