108年 - 108 專技高考_專利師（選試專業英文及電子學）、專利師（選試專業日文及電子學）：電子學#78679

一、理想邏輯閘反相器 A 與 B 之輸入電阻 Ri = ∞ ，輸出電阻 R_o = 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， v_x = 0 V ， v_C = +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 k_n’ (W / L) _n = 2 mA/V ， | V_tn |= 0.8 V ， R = 0.2 k Ω ，不考慮 Early effect。使 Q₁ 與 Q₂ 均工作於飽和區，V_a 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，r_o = ∞，R _C = 5 k Ω ， R_EE = 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 v_o 為 何？（20 分）

四、圖四電路之放大器的開路電壓增益 A_v = v_o /(v+ − v− ) = 1000 ，輸入阻抗 R_i = ∞ ， 輸 出 阻 抗 R_o = 0.2 k Ω ， C₁ = (18 / 2π ) μF ， C₂ = (2 / 2π ) μF ， CL = (3.2 / 2π ) μF，求算 A_vf ( f ) = v_o / v_s，並寫為如 A_vf ( f ) = A_vfo /[1 + j ( f / f _o )] (V / V) 之數學式，算出 A_vfo 以及 f_o 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 ， r_o = 10 k Ω ， C_gs = 3 / π pF ， C _gd = 0.15 / π pF ， C_L = 0.35 / π pF ， R_L = 15 k Ω ， R_S = 2 k Ω 。求算 R_in 、 R_o 之值，再據之求算 A_v = v_o / v _s 的中頻增益，以及使用開路時間常數法 估算 A_v 的高頻 3-dB 頻率。（20 分）