民國95年 第3梯次 11600 電力電子甲級 學科考古題與答案

第1題

以100 M S a / s 取樣率之儲存示波器量測100 K H z 之波形,則每一週期抽樣數為: 1. 10 2. 100 3. 1000 4. 10000 。

答案：(3) 1000

解析：取樣率100 MSa/s代表每秒取樣1億次，取樣間隔為10 ns。100 kHz波形的週期T=1/100k=10 μs。每一週期的取樣點數＝取樣率÷訊號頻率＝(100×10⁶)÷(100×10³)＝1000點，因此選1000。週期10 μs內每隔10 ns取一點，正好可得1000點。

第2題

當v ( t ) = 100 s i n ω t + 50 s i n ( 5 ω t - 80 °) ,i ( t ) = 30 s i n ( ωt+60°)+20sin(5ωt-50 °)時,則其有效功 率為多少? 1. 1183 W 2. 2183 W 3. 3183 W 4. 4183 W 。

答案：(1) 1183 W

解析：非正弦週期波的有效功率為各次諧波功率之和，P＝½V1I1cosθ1＋½V5I5cosθ5。基本波相位差為 0°－60°＝－60°，P1＝½×100×30×cos60°＝750W；五次諧波相位差為－80°－(－50°)＝－30°，P5＝½×50×20×cos30°＝500×0.866≒433W。合計 750＋433≒1183W。

第3題

資料排序( S o r t ) 的方法有很多種,其中只需少量儲存位置且速度甚快為 1. 氣泡法( B u b b l e S o r t ) 2. 選擇法( S e l e c t i o n ) 3. 快速法( Q u i c k S o r t ) 4. 錐形法( H e a p S o r t ) 。

答案：(3) 快速法( Q u i c k S o r t )

第4題

下圖SCR 所需 最大值為1 . 5 V,I = 200 m A,若最大閘極平均功率為1 W,設計適當的R 使 觸發達2 倍驅動,則R 合理值為多少歐姆? 1. 10 Ω 2. 20 Ω 3. 100 Ω 4.

答案

• 2

第5題

下圖所示之電路,R1 之作用為何? 1. 限制電容C1 之放電電流的大小 2. S C R 導通角之控制 3. 抑制閘流體之雜訊 4. 吸收電源之湧浪電壓。

答案：(1) 限制電容C1 之放電電流的大小

第6題

利用三用電表判斷U J T 三端時,如η >0 . 5 時,測得之 與 之值應為 1. > 2. > 3. = 4. 不一定。

答案：(1) >

解析：UJT（單接面電晶體）兩基極間總電阻 R_BB = R_B1 + R_B2，其本質分隔比（intrinsic standoff ratio）定義為 η = R_B1 / R_BB = R_B1 / (R_B1+R_B2)。用三用電表歐姆檔、射極開路時，量得 B1–E 間電阻即 R_B1，B2–E 間即 R_B2。若 η > 0.5，則 R_B1/(R_B1+R_B2) > 0.5，整理得 R_B1 > R_B2。故測得 R_B1 > R_B2，選1。選項2（R_B2 > R_B1）對應 η < 0.5；選項3（相等）對應 η = 0.5；題設 η > 0.5 確定，非「不一定」。

第7題

下圖所示電路中,i ( t ) 於多少m s 後達最大值? 1. 0 . 785 2. 1 . 57 3. 3 . 14 4. 6 . 28 m s 。

答案：(1) 0 . 785

第8題

下圖所示電路中,i 電流為連續,若正負半波對稱觸發且(T 、T ) 及( T 、T ) 成對導通,則V 波形為何? 1. 2. 3. 4. 。

答案

• 4

第9題

下圖所示電路,若U J T 的本質內分比η = 0 . 85,則其較合適的射極電流為多少毫安? 1. 10 m A 2. 40 m A 3. 80 m A 4. 160 m A 。

答案：(2) 40 m A

第10題

兩線圈串聯,互助連接時,總電感和為32 m H;若改為互消連接,總電感和為16 m H,則互感 M 等於 1. 2 m H 2. 4 m H 3. 20 m H 4. 48 m H 。

答案：(2) 4 m H

解析：兩線圈串聯時，互助連接的總電感為 L1＋L2＋2M＝32 mH，互消連接為 L1＋L2－2M＝16 mH。將兩式相減可得 4M＝16 mH，因此 M＝4 mH。互感只取正值，故選 4 mH。

第11題

下列檢測裝置何者為類比與數位混和型? 1. 感應傳感器( I n d u c t o s y n ) 2. 光學編碼器 ( E n c o d e r ) 3. 精密電位計( P r e c i s i o n M e t e r ) 4. 轉速發電機( T a c h o g e n e r a t o r ) 。

答案：(1) 感應傳感器( I n d u c t o s y n )

第12題

三相感應電動機在無載情形下,轉速正常而定子電流過大(接近額定電流)時,其主要原因 為 1. 定子繞組相間完全短路 2. 定子繞組有層間短路之現象 3. 定子繞組一相開路 4. 電源缺相。

答案：(2) 定子繞組有層間短路之現象

解析：無載且轉速正常，代表旋轉磁場與機械運轉大致正常，但定子電流卻接近額定，常見原因是定子繞組層間短路。短路匝會形成局部迴路，使有效匝數減少、繞組阻抗改變，電流增大並產生異常發熱。相間完全短路通常會造成大電流、保護跳脫甚至無法運轉；一相開路或電源缺相會使三相嚴重不平衡，常伴隨起動困難、轉矩下降與電流異常。

第13題

下列何者之電源容許誤差為較大? 1. 5400 2. 74 H 00 3. 74 S 00 4.

答案

• 1

解析：54 系列為軍規 TTL，電源電壓容許範圍通常為 4.5～5.5 V，即 5 V 的 ±10%；74 標準、74H、74S、74LS 等商用系列多為 4.75～5.25 V，即 ±5%。因此 5400 的電源容許誤差較大。此處容許誤差是指電源電壓變動時仍能維持正確邏輯位準的範圍，與溫度範圍及速度等級不同。

第14題

製圖中,遇有虛線、折線、中心線及剖面線重疊時應以何者為優先? 1. 虛線 2. 折線 3. 中心線 4. 剖面線。

答案：(1) 虛線

第15題

如下圖所示之理想基本昇壓型轉換器( B o o s t C o n v e r t e r ),若輸入電壓Vin 為300V,責任週 期( D u t y R a t i o ) 為0 . 5 ,則其輸出電壓V o 應為多少? 1. 300 V 2. 600V 3. 900V 4. 150V。

答案：(2) 600V

第16題

利用電晶體作定電流源時,下列何者應保持一定值? 1. 2. 3. 4. 。

答案

• 3

第17題

三相變流器之直流供應電壓為300 V,若以六步方波方式操作則其輸出線電壓基本波之有效值 為多少伏特? 1. 123 V 2. 150 V 3. 234 V 4. 300 V 。

答案：(3) 234 V

解析：六步方波三相變流器的線電壓為120°寬的脈波，其基本波有效值公式為V_LL1(rms)=√6/π×Vdc。代入Vdc=300 V，得0.7797×300≒233.9 V，約234 V。選項300 V是直流鏈電壓，不是基本波有效值；123 V與150 V則明顯偏低。此題只取基本波，不含諧波。

第18題

下圖所示之電路,SCR 的作用為何? 1. 負載控制 2. 過電流保護 3. 中斷型過電壓保護 4. 過載保護。

答案：(3) 中斷型過電壓保護

第19題

下列何者之存取速度最慢? 1. 快取記憶體( C a c h e M e m o r y ) 2. 軟碟 3. 光碟 4. 硬碟。

答案：(2) 軟碟

解析：記憶體與儲存裝置的存取速度由快到慢一般為：快取記憶體(Cache)＞硬碟＞光碟＞軟碟。快取記憶體直接與CPU交換資料，速度最快；硬碟為磁性機械式但轉速與介面較快；光碟靠雷射讀取，速度較慢；軟碟因轉速低、資料密度小、存取機構簡陋，傳輸率最低，故存取速度最慢者為軟碟。其他選項中Cache最快，硬碟與光碟均快於軟碟。

第20題

下圖所示電路中開關接通後,V c ( ∞) 為 1. 10 2. 20 3. 40 4. 80 V 。

答案：(3) 40

第21題

關於理想互導放大器之敘述,下列何者有誤? 1. 為電流取樣串聯注入之回授放大器 2. 以一具理想電感為負載,其電壓放大率與輸入頻率成正比 3. 互導放大率為定值;其輸出電流與輸入電壓之比為定值 4. 輸入阻抗愈高,輸出阻抗愈高。

答案：(4) 輸入阻抗愈高,輸出阻抗愈高

解析：理想互導放大器是電壓控制電流源，互導 Gm＝Io／Vi 為定值；輸入端採串聯注入以提高輸入阻抗，輸出端採電流取樣以提高輸出阻抗，所以電流串聯回授的描述正確。以理想電感為負載時，Vo＝Gm·Vi·jωL，電壓增益大小與頻率成正比。輸入阻抗與輸出阻抗分別由輸入端與輸出端設計決定，兩者沒有「輸入阻抗愈高，輸出阻抗愈高」的必然關係，故此敘述有誤。

第22題

功率元件之冷卻效果以使用熱管為最佳外,依其效率之順序為 1. 水冷→氣冷→自由空冷 2. 氣冷→水冷→自由空冷 3. 自由空冷→水冷→氣冷 4. 自由空冷→氣冷→水冷。

答案：(1) 水冷→氣冷→自由空冷

解析：冷卻效率取決於散熱能力：水冷利用水的高比熱與高導熱係數，效果最好；氣冷以風扇強制對流，優於自然對流；自由空冷僅靠空氣自然對流，效率最差。因此依效率由高至低為水冷→氣冷→自由空冷，選 1。熱管雖最佳，但本題問的是其餘方式的順序。

第23題

下圖所示之電路,輸出電壓V 應等於 1. 1 V m 2. 2 V m 3. 3 V m 4. 4 V m 。

答案：(3) 3 V m

第24題

功率場效電晶體( M O S F E T ) 之閘極輸入可視為一極微量之 1. 電感 2. 電容 3. 電阻 4. 電流源。

答案：(2) 電容

解析：MOSFET 的閘極與通道之間隔著一層二氧化矽絕緣層，形成閘極電容，因此其輸入阻抗極高，直流閘極電流幾乎為零。驅動 MOSFET 時，主要是對這個極小的閘極電容進行充放電，故閘極輸入可視為一極微量的電容。它並非電感性的負載，也不是以固定電阻或電流源的方式驅動，故其餘選項不成立。

第25題

下列何者為L C D 控制晶片? 1. H D 44780 2. A T 89 C 2051 3. A T 89 C 1051 4. 93 C 46 。

答案：(1) H D 44780

解析：HD44780 是常用的字元型 LCD 控制晶片，內部含有顯示資料記憶體、字型記憶體與指令解碼電路，可控制 16×2 等字元型 LCD 的顯示。AT89C2051 與 AT89C1051 是 8051 相容的單晶片微控制器，93C46 則是串列 EEPROM，皆不是 LCD 控制晶片。

第26題

可從兩個以上的功能中選擇一個滿足條件之功能,執行的架構為 1. C A S E 架構 2. P E R F O R M - - U N T I L 架構 3. D O - - W H I L E 架構 4. D O - - U N T I L ( R E P E A T - - UNTIL)架構。

答案：(1) C A S E 架構

解析：CASE 架構會依選擇子或條件值的不同，從多個分支中挑選一個符合條件的功能執行，常用於多選一的情況。PERFORM-UNTIL、DO-WHILE 與 DO-UNTIL（REPEAT-UNTIL）都是迴圈架構，重點在重複執行與條件判斷，不具備多分支選一的功能。

第27題

下圖電路中,E = 5 V,L = 200 μH,電感初值電流為2 . 5 A,若開關S " O N ",則100 μS 後電感 電流為多少安培? 1. 10 A 2. 8 A 3. 6 A 4. 5 A 。

答案：(4) 5 A

第28題

J K 正反器輸出之下一狀態Q ( t + 1 ) 等於 1. J K 2. J ( t ) + Q ( t ) 3. ( t ) + 4. 。

答案

• 2

第29題

取樣速率為100 M S a / s 之儲存示波器,欲準確量測脈波超前或滯後邊緣,其最低上升時間不 能超越取樣時間為: 1. 10 n s 2. 100 n s 3. 1 m s 4. 10 m s 。

答案：(1) 10 n s

解析：取樣時間即取樣週期 T＝1／fs，代入 fs＝100 MSa/s＝1×10⁸ 次／秒，得 T＝1／(1×10⁸)＝1×10⁻⁸ 秒＝10 ns。要準確分辨脈波邊緣的超前或滯後，取樣間隔必須小於待測上升時間，因此可測的最短上升時間不能小於約 10 ns。100 ns 已是取樣週期的 10 倍，1 ms 與 10 ms 更遠大於取樣週期，時間解析度不足。

第30題

下圖所示之電路,若電流表之內阻為0 Ω,則流過電流表的電流應為多少? 1. 0 A 2. 5A 3. 10 A 4. 15 A 。

答案：(2) 5A

第31題

下列那一種邏輯閘的組合可以實現一個半加器? 1. 兩個A N D 閘 2. 一個XOR 和一個AND 3. 一個O R 和一個A N D 4. 一個A N D 和一個N O T 。

答案：(2) 一個XOR 和一個AND

解析：半加器是將兩個一位元輸入相加，輸出「和（Sum）」與「進位（Carry）」。由真值表可得 S = A⊕B，需用互斥或閘實現；C = A·B，需用及閘實現，故一個 XOR 加一個 AND 即可組成半加器。兩個 AND 閘無法產生兩輸入相異時的和；OR 加 AND 在 A=B=1 時和會輸出 1，與此時和應為 0（進位為 1）不符；AND 加 NOT 只能做遮罩或反相，無法同時產生和與進位。

第32題

某一切換式電源輸出電流10 A ,設計一100 μ H 之儲能電感器於電路中,則此儲能電感器所 需之儲能量為多少焦耳? 1. 1 m J 2. 5 m J 3. 10 m J 4. 50 m J 。

答案：(3) 10 m J

第33題

一個128K Byte 的記憶體,若採用8 條資料線,則位址線至少應有多少條? 1. 16 條 2. 17 條 3. 18 條 4. 19 條。

答案：(2) 17 條

解析：記憶體容量=2^(位址線數)×資料線寬。128 KByte=128×1024=131072位元組，因資料線8條每次存取1位元組(8位元)，需定址131072個位置。2^17=131072，故至少需17條位址線；16條僅能定址65536位元組不足。答案17條。

第34題

不當姿勢及長時重複性之動作,易造成人體何種傷害? 1. 化學性 2. 物理性 3. 人體工學性 4. 生物性。

答案：(3) 人體工學性

解析：不當姿勢、長時間重複性動作及過度施力，主要造成肌肉、肌腱、神經與骨骼的累積性傷害，屬於人體工學性危害，例如腕隧道症候群與下背痛。化學性危害來自化學物質，物理性危害來自噪音、振動、溫度等，生物性危害則來自細菌或病毒，皆與姿勢及重複動作無直接關係。

第35題

下圖為何種元件之圖示符號? 1. I G B T 2. S C R 3. G T O 4. D a r l i n g t o n P o w e r T r a n s i s t o r 。

答案：(4) D a r l i n g t o n P o w e r T r a n s i s t o r

第36題

橋式全波相控整流器在輸入電源側含有下列何種大量諧波? 1. 奇次高頻 2. 奇次低頻 3. 偶次高頻 4. 偶次低頻。

答案：(2) 奇次低頻

解析：橋式全波相控整流器為線路換流電路，輸入電源側電流非正弦而含大量諧波。單相全波(p=2)諧波次數為2k±1即1、3、5、7…；三相全橋(p=6)為6k±1即5、7、11、13…皆為奇次諧波，且以低次(3、5、7次等)含量較大，屬奇次低頻諧波。偶次諧波因波形對稱被抑制。故選奇次低頻(選項2)。

第37題

下列對策何者無法降低電力電子電路之電磁干擾(E l e c t r o m a g n e t i c I n t e r f e r e n c e , E M I )? 1. 電源輸入端加上E M I 濾波器 2. 功率元件使用零電壓/ 零電流切換 3. 增加功率元件容量 4. 改善電路板之佈局設計。

答案：(3) 增加功率元件容量

解析：EMI 的來源是功率元件在高速切換時產生的 dv/dt 與 di/dt 突波，以及寄生電容、寄生電感形成的傳導與輻射耦合。加大功率元件容量並不會降低切換速度或突波振幅，反而可能因接面電容變大、迴路寄生參數增加而使干擾更明顯，因此無助於抑制 EMI。輸入端加裝 EMI 濾波器可衰減傳導干擾；採用零電壓／零電流切換可降低切換瞬間的 dv/dt、di/dt；改善電路板佈局可縮小迴路面積、減少耦合，三者皆為有效對策。

第38題

下列敘述何者錯誤? 1. 周圍溫度愈高,導線安全電流亦愈高 2. 發現有人觸電時,應先將電源切離 3. 洗衣機之外殼接地是為了防止漏電 4. 拔卸電氣插頭時,應自插頭處拔卸。

答案：(1) 周圍溫度愈高,導線安全電流亦愈高

解析：依電工常識與屋內線路裝置規則，導線安全電流(容許電流)會隨周圍環境溫度升高而下降，須做溫度修正降載，故「周圍溫度愈高，安全電流亦愈高」為錯誰敘述。其餘：有人觸電應先切離電源以防持續感電；洗衣機外殼接地可在漏電時提供低阻抗回路並跳脫保護；拔插頭應握插頭本體拔出以免損傷電線，均正確。故錯誤者為選項1。

第39題

下圖所示之電路,電壓E 應為多少伏特? 1. 74 V 2. 100 V 3. 134 V 4. 180 V 。

答案：(3) 134 V

第40題

下列何者不是雙向I / O 之匯流排? 1. R S - 422 2. R S - 485 3. I E E E - 488 4. P A R A L L E L P R I N T E R 介面。

答案：(4) P A R A L L E L P R I N T E R 介面

解析：RS-422 採平衡差動傳輸，具備傳送與接收兩對線，可作雙向資料傳輸；RS-485 為半雙工或全雙工的多點匯流排；IEEE-488 為可雙向交談的儀器匯流排。傳統 Parallel Printer（Centronics）介面以 8 條資料線單向輸出為主，主要將電腦資料送往印表機，不屬於雙向 I/O 匯流排，故選 4。

第41題

下列所示四種不同磁性材料之磁滯曲線( B - H C u r v e ) 特性中,圖中標示之飽和磁通密度值 、絕對導磁率μ >μ ,何者最適合製作高頻變壓器之鐵芯材料? 1. 2. 3. 4. 。

答案

• 2

第42題

R - L 並聯時消耗功率為270 W,若改為串聯時消耗功率為135 W,則其串聯時之功率因數為多 少? 1. 2. 3. 4. 。

答案

• 2

第43題

下列有關直流電抗器( D C L ) 之敘述何者錯誤? 1. 串聯於整流器與D C B u s 之間 2. 可減少啟動湧入電流( S u r g e C u r r e n t ) 以保護主電路整流器 3. 中大額定馬力以上常使用 4. 可省去啟動充電限流裝置。

答案：(4) 可省去啟動充電限流裝置

解析：直流電抗器（DCL）串聯在整流器與 DC Bus 之間，利用電感限制電流變化率，可抑制電流漣波、降低諧波並改善功率因數，中大額定馬力變頻器常採用；啟動時它也能減緩湧入電流的上升，減輕整流器的電流衝擊。不過，濾波電容充電的湧入電流實務上仍須靠充電限流裝置（限流電阻配合旁路接觸器）來限制，DCL 並不能省去該裝置，故第 4 項敘述錯誤。

第44題

下圖所示之電晶體交換電路中的電容器C ,其目的為 1. 減少交換時間 2. 增加交換時間 3. 耦合輸入訊號 4. 反交連電容器。

答案：(1) 減少交換時間

第45題

比流器之信號取樣點與儀表間之匹配重點為下列何者? 1. 導通即可 2. 阻抗越低越好 3. 特別耐壓 4. 耐高頻。

答案：(2) 阻抗越低越好

解析：比流器（CT）二次側呈電流源特性，輸出電流幾乎不隨負載變動，因此取樣點到儀表之間的匹配重點在於二次負擔（burden）阻抗愈低愈好。負擔阻抗低，鐵芯較不易飽和，比值誤差與相位誤差都較小，波形失真也較少；實務上會把儀表電流線圈或取樣電阻造成的壓降控制在容許範圍內。此外二次側嚴禁開路，以免感應高壓危及人員與絕緣。訊號能導通只是最基本條件，耐壓與耐高頻並非此處匹配的首要考量。

第46題

電氣火災不能使用何種滅火器滅火? 1. 鹵化烷滅火器 2. 乾粉滅火器 3. 二氧化碳火器 4. 泡沫滅火器。

答案：(4) 泡沫滅火器

解析：泡沫滅火器噴出的泡沫含水且會導電，用於帶電電氣設備可能造成觸電，也可能使設備短路損壞，故電氣火災不可使用泡沫滅火器。鹵化烷（潔淨藥劑）、乾粉、二氧化碳均不導電，二氧化碳還不留殘渣，適合電氣火災。正確程序是先切斷電源，再依設備特性選用不導電滅火劑滅火。

第47題

布林代數 等於 1. A ⊕B 2. A ☉B 3. 4. + 。

答案

• 3

第48題

下圖所示之並聯諧振電路中,自然頻率( N a t u r a l F r e q u e n c y ) 為f 、輸入訊號為一頻率f 之 P W M 方波電流源,當f >f 時,此諧振電路呈下列何種負載特性? 1. 電感性 2. 電容性 3. 電阻性 4. 主動性。

答案：(2) 電容性

第49題

利用二元搜尋( B i n a r y S e a r c h ) 法,在1000 筆資料中搜尋某一特定資料,最多須比對幾次? 1. 12 2. 11 3. 10 4. 9 。

答案：(3) 10

解析：二元搜尋每次比對後都把搜尋範圍縮減一半，n 筆資料最多需要 ⌈log₂n⌉ 次比對。2⁹＝512、2¹⁰＝1024，1000 筆介於兩者之間，因此需要 10 次才能涵蓋全部資料；只比對 9 次最多只能區分 512 種結果，不足 1000 筆。所以最多須比對 10 次。

第50題

關於F E T 之特性,下列敘述何者有誤? 1. J F E T 常用於線性放大之前置級,有較佳之信號雜音比 2. M O S F E T 常見於數位I C 中,亦用於射頻放大器中 3. FET 為單載子元件,可用為壓控電阻器 4. 大功率M O S F E T 之飽和電壓較I G B T 為低。

答案：(4) 大功率M O S F E T 之飽和電壓較I G B T 為低

解析：功率 MOSFET 導通時呈電阻性壓降，導通電阻 RDS(on) 會隨耐壓提高而快速增大，因此在高壓下導通損失較大；IGBT 具有電導調變效應，在大電壓、大電流条件下其飽和電壓 VCE(sat) 反而較低，所以「大功率 MOSFET 之飽和電壓較 IGBT 為低」的敘述有誤。其餘敘述皆正確：JFET 雜音低，常用於線性放大的前置級；MOSFET 廣泛用於數位 IC 與射頻放大；FET 為單載子元件，可作為壓控電阻器。