9. 休息一下!看我一眼,茅塞頓開 析
第一部分:電子學
1. V1(t)=8cos(20πt+13°)=8sin(20πt+103°),V2(t)=4sin(20πt+45°)
相位差Δθ=103°-45°=58°
2. (A)當溫度升高時本質半導體的電阻會變小。
(C)外質半導體中電洞與自由電子的濃度不相同。
(D)N 型半導體內總電子數等於總質子數。
3. (A)紅外線 LED 不可發紅色可見光。
(B)LED 發光原理與白熾鎢絲燈泡不相同。
(C)矽二極體之障壁電壓為 0.6V~0.7V,熱當電壓(thermal voltage)為 26mV。
4. Vr(p-p)=
dc
L o
V
R C f
,1V=
39.5V
10k C (2 50Hz)
,C≅40μF
5. Vdc=Vm-
r(p p)V
2
,Vm=39.5V+0.5V=40V,
1
2
N 100V
N 40V
=2.5
6. Vdc=0.636Vm,Vm=
50V
0.636
≅78.6V,二極體的 PIV=2Vm=157V
7. (A)不適合作為訊號放大。
(B)集極電流與基極電流不會成正比。
(D)基-射極與基-集極間均為順向偏壓。
8. VBE 順向偏壓,VE>VB,VBC 逆向偏壓,VB>VC,所以 VE>VB>VC
9. IB=
10V 0.7V 9.3V
209k 101k 310k
-
=
+
=0.03mA
IC=βIB=100×0.03mA=3mA,Vo=10V-3mA×1.2kΩ=6.4V
10. VCE=10V-ICRC-IERE=10V-3.6V-3.03V=3.37V
11. IB=
2V 0.7V
8k 101k
-
+
=11.9μA
rπ=
T
B
V 26mV
I 11.9 A
= ≅2.18kΩ
40kΩ//10kΩ//2.18kΩ=1.71kΩ
Ai=
o b c o
i i b c
I I I I
I I I I
=
8k 4k
100
8k 2.18k 4k 4k
=
+ +
≅39.27
解
10. 12. Av=
o b o C L
i i b
V V V 1.71k (R //R )
V V V 1.5k 1.71k r
-
= =
+
=-0.533×
100 2k
2.18k
=-48.9
13. 常作為射極隨耦器的電晶體組態為共集極組態。
14. 達靈頓電路(Darlington circuit)之輸出阻抗低。
15. (A)變壓器耦合串級放大電路易受磁場干擾。
(B)直接耦合串級放大電路之低頻響應佳。
(C)直接耦合串級放大電路前後級阻抗不容易匹配。
16. gm=2K(VGS-VT)=2 × 0.3mA/V2
×(4V-2V)=1.2mA/V
17. VG=12V×
200k
200k 200k
+
=6V
VS=ID×RS=2mA × 0.5kΩ=1V,VGS=VG-VS=6V-1V=5V
ID=K(VGS-VT)2
,K=
2mA
9
=0.22mA/V2
18. Av=-gm(RD//RL)=-0.5mA/V×(10kΩ//10kΩ)=-2.5
19. Ai=
o i
v
i L
I Z
A
I R
=
=-2.5×
(6M //6M )
10k
=-750
20. (1)計算 V1,V2 的輸出電壓:(此時 V3,V4 接地)
Vo1=(-1)×1V+(-1)×2V=-3V
(2)計算 V3,V4 的輸出電壓:(此時 V1,V2 接地)
V+=
3V 4V 0V
1k 1k 1k
1 1 1
1k 1k 1k
+ +
+ +
=
7
V
3
Vo2=V+(1+
1k
1k //1k
)=
7
V 3
3
=7V
(3)輸出電壓 Vo=Vo1+Vo2=-3V+7V=4V
21. (1)計算 V1,V2 的輸出電壓:(此時 V3,V4 接地)
Vo1=(-1)×(-1V)+(-1)×2V=-1V
(2)計算 V3,V4 的輸出電壓:(此時 V1,V2 接地)
V+=
1k
0.
.5
5k
0 k
+
×(-3V+V4)
Vo2=V+(
1k 1
k
/ k
1
1
/
+ )=
0.5k
1k 0.5k
+
×(-3V+V4)×3=-3V+V4
(3)Vo=0V=Vo1+Vo2=-1V+-3V+V4,V4=4V
11. 22. V+=Vi×
2k
1k 2k
+
+3V×
1k
1k 2k
+
=
2
3
Vi+1V=±2V+1V 的三角波
當 V+>0V 時,Vo=+10V,當 V+<0V 時,Vo=-10V
1 2
2
T T 4
T 1
+
= ,
1
2
T 3
T 1
Vav=
1 ( )
8
0V 6 10V 2 +-
=5V
23. VU=
2
2
1R R( )
R
+
Vref+
1
2
R
R
(+Vsat)
4V=
1 1(R 2k ) R
( 2V) ( 10V)
2k 2k
+
- + +
R1=1.5kΩ
24. VD=
1 2 1
ref sat
2 2
(R R ) R (2k 2k ) 2k
V ( V ) 2V ( 10V)
R R 2k 2k
+ +
+ - = + - =4V-10V=-6V
25.
(圖形資料來源:Texas Instruments)
555 計時 IC 的控制電壓腳(第 5 腳)不可改變輸出之電壓大小。
第二部分:基本電學
1. WT=W1+W2=Q(VA-VB)+Q(VC-VA)
=10(50-10)+10(30-50)=400-200=+200J
2. T=Tu+Ts=
T
u s
W
W W+
=
5400
1.5 19m 10 60 1.5 200 50 60 +
=300hr
3.
R '
R
= 2
N
9
1
= 2
N N=3 '=N =1003=300m
12. 4. I=
1
1
P
R
=
18
2
=3A
E=IRT=3(2+3+4)=27V
5. I2=
1
2
V
R
=
10
2
=5A
由 Node A 利用 K.C.L.可得 I1+I2=2+4
I1=2+4-I2=(2+4)-5=1A
再利用 K.C.L.可得 7+I1+3+I=6+4+1+5
∴I=5A
6. ∵I2=0A 代表電橋平衡R6=49R=6
∴I1=
T
E
R
=
30
(4 6) // (6 9) 4+ + +
=3A
7. 利用密爾門定律可得:
Vc=ΣIin(c)Rcb=ETH
=
1
o 1 o
1
E
( I )(R // R )
R
+
=
18
( 3) (6 //3)
6
+ =12V
RN=RTH=Rab(oc)|移去電源
=R2+ 1 o(R // R )=3+(6 //3) =5
∴IN=
TH
TH
E
R
=
12
5
=2.4A
8. Vc=ETH
2 L
2 L
R R
R R R
+
+ +
分壓律
9=12
L
L
3 R
2 3 R
+
+ +
RL=3
9. Vo=E1=+60V,利用節點電壓法
1 o
1
V V
R
-
+
1
3
V 0
R
-
+
1 2
2
V V
R
-
=0
1V 60
4
-
+
1V
5
+
1 2V V
4
-
=0
0.7V1-0.25V2=15
2 o
5
V V
R
-
+
2 1
2
V V
R
-
+
2 2
4
V E
R
-
=0
13.
2V 60
5
-
+
2 1V V
4
-
+
2V 10
2
-
=0
-0.25V1+0.95V2=17……
10. CT=CX // CY 20 F = Y Y60 // C C 30 F =
QS=CTVT= 20 300 =6000 C
VY=
S
Y
Q
C
=
6000
30
=200V
11. WL= 21
LI
2
= 21
0.5 4
2
=4J
∵L=
N
I
0.5=
N 0.01
4
∴N=200 匝
12. LX=
X X
X
N
I
=
4
500 4 10
5
-
=0.04H=40mH
M=
Y XY
X
N
I
=
4
1000 4 10 90%
5
-
=72mH
13. 利用戴維寧定理化成下圖等效電路
Eo=E
2
1 2
R
R R+
=
6k
60
3k 6k
+
=40V
Ro=R1 // R2=3k // 6k=2 k
ic(0)=
o c
o 3
E v (0)
R R
-
+
=
40 12
2k 2k
-
+
=7mA
RTH=R3+(R1 // R2)=2k+(3k // 6k)=4 k
=RTHC= 4k 50 =0.2sec
14. RTH=(6 // 6)+2=5 ETH=E
2
1 2
R
R R+
=
6
12
6 6
+
=6V
=
TH
L
R
=
5m
5
=1ms iL(tm)=
TH
TH
E
R
=
6
5
=1.2A
t=1sec=1000 故電感已達儲能穩態
iL(1)=iL(tm)=1.2A
15. f=
2
=
157
2
=25Hz
Vrms=
mV
CF
=
100 2
2
=100V
14. 16. I =
mI
90 45
CF
- =
10
45
2
=5 2 45 A +
17. E =
m
e
E
CF
=
4
0
2
= 2 2 0 V
I =
m
i
I
CF
=
2
45
2
+ =1 45 A +
Z=
E
I
=
2 2 0
1 45
+
= 2 2 45 -
R= Zcos= 2 2 cos( 45 )- =2
18. iR=
L
L
X
i(t)
R X+
=
j3
8sin377t
3 j3
+
=
j1
8sin377t
2 45
= 4 2 sin(377t 45 )A+
19. abZ = L CR // X // X =10 // j20 //( j4)-
=
20 4
10 //( j )
20 4
-
-
=10 //( j5)- =
10 ( j5) 10 j5
10 j5 10 j5
- +
- +
= 2 2
250 j500
10 5
-
+
= 2 j4-
∴ 1v (t)=
ab
s
o ab
Z
v (t)
R Z+
=
(2 j4)
100 2 sin377t
10 (2 j4)
-
+ -
=
(2 j4)(12 j4)
100 2 sin377t
(12 j4)(12 j4)
- +
- +
= 2 2
(24 16) j(8 48)
100 2sin377t
12 4
+ + -
+
=
40 j40
100 2 sin377t
160
-
=50sin(377t 45 )V-
20. S=EI=1105=550VA
21. IR=
sV
R
=
40
4
=10A
I=
S
E
=
500
40
=12.5A