民國112年 地方五等 電子工程 電子學大意考古題與答案

第1題

可變電容二極體（Varactor）所調變的電容為下列何者？ A. 擴散電容 B. 空乏電容 C. 雜散電容 D. 順向電容

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• 答案：B. 空乏電容

解析：可變電容二極體（Varactor）工作於反偏狀態，其電容值隨反偏電壓改變空乏區（depletion region）的寬度，因此調變的是接面的空乏電容。擴散電容主要出現在順偏狀態，雜散電容是寄生量，順向電容則非其調變目標。

第2題

下列何種半導體可做為藍光LED 發光層的材料？ A. GaAs B. AlN C. GaN D. GaP

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• 答案：C. GaN

解析：藍光 LED 發光層常用寬能隙材料氮化鎵（GaN），其能隙約 3.4 eV，可發射藍光。GaAs 與 GaP 主要用於紅外/紅光，AlN 能隙更大多用於深紫外，不適合一般藍光 LED。

第3題

一個發光二極體（LED）發光，需要2 V 電壓及10 mA 電流。LED 最高可承受的電壓為2.6 V，和瞬間電流為200 mA，超過此限度，LED 則會燒毀。此相同的三個LED 並聯，電路如圖所示，要使LED能發光，則最大限流電阻R 應為下列何者？ A. 15 Ω B. 280 Ω C. 300 Ω D. 350 Ω

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• 答案：C. 300 Ω

第4題

結構為NPN 的雙極性接面電晶體（BJT）在作為共射極線性放大器使用時，下列敘述何者正確？ A. 基極相對於射極之電壓為負 B. 基極相對於射極之電壓為正 C. 基極相對於集極之電壓為正 D. 基極接地

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• 答案：B. 基極相對於射極之電壓為正

解析：NPN 型 BJT 作為共射極線性放大器時，必須操作在主動區：基極－射極間為順向偏壓，即基極電位高於射極約 0.7 V，故 B 正確、A 錯誤。此時基極－集極間則須為逆向偏壓，亦即集極電位高於基極，故 C 所述「基極相對於集極之電壓為正」錯誤。共射極組態是以射極作為輸入與輸出的共同參考端，並非將基極接地（基極接地是共基極組態），故 D 錯誤。總結：BE 順偏、BC 逆偏，才是線性放大的正確偏壓。

第5題

有關NPN 雙極性接面電晶體之敘述，下列何者錯誤？ A. 電晶體的基極有效寬度愈窄，則β 值愈高 B. 將電晶體射極、集極兩端對調使用，則β 值會降低，這是因為集極濃度較射極低的緣故 C. 電晶體在工作區時，爾利（Early）效應使IC 隨VCE 增加而減少 D. 兩個背對背連接的二極體一定不能當電晶體使用

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• 答案：C. 電晶體在工作區時，爾利（Early）效應使IC 隨VCE 增加而減少

解析：爾利（Early）效應是：當 VCE 增大時，集極-基極空乏區向基極內伸展，使基極有效寬度變窄，複合減少，IC 反而隨 VCE 上升，輸出特性曲線略為上揚，故 C 說 IC 隨 VCE 增加而減少是錯的。A：基極有效寬度越窄，載子複合越少，β 越高，正確。B：射極摻雜濃度高於集極，對調使用後射極注入效率變差，β 明顯下降，正確。D：兩個背對背二極體雖有兩個 PN 接面，卻沒有共用的薄基極與放大作用，不能當電晶體，正確。本題選錯誤者，故為 C。

第6題

如圖示NPN 電晶體，VCC=7 V，VCE=3 V，此NPN 電晶體工作於何區？ A. 順向主動區 B. 逆向主動區 C. 飽和區 D. 截止區11 VRVBEREVCERCVCC

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• 答案：A. 順向主動區

第7題

如圖所示JFET 電路，臨界電壓為-1 V，下列何者可使電晶體工作於歐姆區？ A. VD=4.9 V，VG=3.2 V，VS=2.3 V B. VD=6.3 V，VG=3.2 V，VS=5.1 V C. VD=1.9 V，VG=3.2 V，VS=3.5 V D. VD=3.7 V，VG=3.2 V，VS=6.4 V

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• 答案：C. VD=1.9 V，VG=3.2 V，VS=3.5 V

第8題

有一N 通道空乏型MOSFET，其臨限電壓VT=-2 V，汲極電壓VD=2 V，源極電壓VS=-1 V，則下列閘極電壓何者可使此MOSFET 工作在飽和區？ A. VG=-5 V B. VG=-2 V C. VG=5 V D. VG=2 V

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• 答案：B. VG=-2 V

解析：N 通道空乏型 MOSFET 的 VGS＝VG－VS＝VG＋1，VDS＝VD－VS＝3 V。飽和區條件為 VGS＞VT（導通）且 VGS－VT≤VDS（夾止）。A：VG＝－5 V，VGS＝－4 V＜VT＝－2 V，元件截止。B：VG＝－2 V，VGS＝－1 V，VGS－VT＝1 V≤3 V，符合飽和。C：VG＝5 V，VGS＝6 V，VGS－VT＝8 V＞3 V，落入三極（歐姆）區。D：VG＝2 V，VGS＝3 V，VGS－VT＝5 V＞3 V，同樣為歐姆區。故選 B。

第9題

一MOSFET 操作於飽和區，於VDS=3 V 時ID=5 mA，且於VDS=5 V 時ID=5.5 mA，通道電阻為何？ A. 0.04 kΩ B. 0.4 kΩ C. 4 kΩ D. 40 kΩ

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• 答案：C. 4 kΩ

解析：MOSFET 在飽和區若考慮通道長度調變（爾利效應），ID 會隨 VDS 略為上升，其增量比 ΔID/ΔVDS 即輸出電導，倒數就是通道（輸出）電阻 ro。由題給數據：ΔVDS＝5－3＝2 V，ΔID＝5.5－5＝0.5 mA，故 ro＝ΔVDS/ΔID＝2 V÷0.5 mA＝4 kΩ。A、B 是把 mA 與 V 的單位關係算錯，D 則放大了十倍，均不符。答案為 C。

第10題

有關理想運算放大器，下列敘述何者錯誤？ A. 輸入電阻為無窮大 B. 輸入電流為零 C. 開迴路電壓增益為無窮大 D. 兩輸入端信號相等時，輸出電壓值大於輸入電壓值

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• 答案：D. 兩輸入端信號相等時，輸出電壓值大於輸入電壓值

解析：理想運算放大器特性為輸入電阻無窮大、輸入電流為零、開迴路電壓增益無窮大。當兩輸入端信號相等時，差動輸入為零，理想運算放大器的輸出應為零，而非大於輸入電壓，故 D 敘述錯誤。

第11題

理想運算放大器組成的積分器輸入端應置放下列何者？ A. 電阻 B. 電容 C. 二極體 D. 分壓器

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• 答案：A. 電阻

解析：理想運算放大器積分器的基本組態，是在輸入端接電阻R、回授端接電容C，輸出電壓v_o=-(1/RC)∫v_i dt。輸入電阻將輸入電壓轉為電流，電容則對電流積分產生輸出電壓，故輸入端應置放電阻，答案A。二極體用於對數或整流電路，分壓器不是積分器的輸入元件。

第12題

如圖所示理想放大器電路，R1=1 kΩ 且R2=4 kΩ，vI=2 V 時v0 為何？ A. -0.7 V B. -8 V C. 0.7 V D. 8 V

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• 答案：B. -8 V

第13題

正弦波經半波整流後，波形的平均值電壓對峰值電壓大小的比值約為何？ A. 15.9% B. 31.8% C. 63.7% D. 95.4%

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• 答案：B. 31.8%

解析：半波整流後的正弦波平均值 Vavg = Vm/π ≈ 0.318 Vm，故對峰值電壓的比值約為 31.8%。15.9% 偏低，63.7% 為全波整流平均值比值，95.4% 則接近峰值因子相關值而非平均值比值。

第14題

當60 Hz 的正弦波電壓輸入全波整流器，則輸出頻率為何？ A. 60 Hz B. 90 Hz C. 120 Hz D. 30 HzDGSVDVGVSv0vIR1R2D2D1

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• 答案：C. 120 Hz

解析：全波整流器將負半週翻轉為正半週，輸出波形每半週出現一次峰值，因此輸出頻率為輸入頻率的兩倍：60 Hz × 2 = 120 Hz。60 Hz 為半波整流輸出頻率，30 Hz 與 90 Hz 不符合整流倍頻關係。

第15題

有一稽納二極體（Zener Diode）在25℃時，稽納電壓為8.5 V，並具有正溫度係數為0.05%/℃，在80℃時的稽納電壓約為何？ A. 8.3 V B. 8.7 V C. 9.3 V D. 0.7 V

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• 答案：B. 8.7 V

解析：溫度變化 ΔT = 80 − 25 = 55 ℃。稽納電壓變化量 = 8.5 V × 0.05% × 55 = 8.5 × 0.0005 × 55 ≈ 0.234 V。80 ℃ 時稽納電壓 ≈ 8.5 + 0.234 = 8.734 V，約 8.7 V。A 為溫度係數取負的結果，C 偏高，D 僅為變化量而非新電壓。

第16題

如下圖所示，假設矽二極體D1 及D2 的導通壓降均為0.7 V，且V=10 V、R1=2 kΩ、R2=5 kΩ，I2 值為何？ A. 0.35 mA B. 1.37 mA C. 1.72 mA D. 2.1 mA

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• 答案：B. 1.37 mA

第17題

圖為全波倍壓電路，當輸入（Vin）是110 Vrms 之弦波，二極體視為理想，且R、C1、C2 值夠大。輸出端電壓（Vo）約為何？ A. 220 V B. 330 V C. 311 V D. 155.54 V

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• 答案：C. 311 V

解析：輸入 110 Vrms，峰值 Vm = 110√2 ≈ 155.56 V。全波倍壓電路輸出約為 2Vm ≈ 311.13 V。220 V 為峰對峰值近似誤差，330 V 偏高，155.54 V 僅為單側峰值而非倍壓輸出。

第18題

中心抽頭式變壓器之全波整流器如圖，輸入信號Vs 為峰對峰值240 V 之弦波，二極體視為理想。輸出電壓峰值為何？ A. 60 V B. 30 V C. 25 V D. 20 V

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• 答案：B. 30 V

第19題

如圖包含二極體（D1）與稽納二極體（D2）之截波電路，D1 與D2 在順向導通時視為理想，此截波電路輸出信號最高電壓V1 與最低電壓V2 分別為何？ A. V1=10 V，V2=-5 V B. V1=10 V，V2=0 V C. V1=0 V，V2=-10 V D. V1=5 V，V2=-10 VR1D1D2I2R2VR100 Ω1000 μFC1D1VsVo4:1:1D2D2D15 VR1Vo(t)Vin=10 sinωt V1 kΩD1D2C2C1VinVoR

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• 答案：D. V1=5 V，V2=-10 VR1D1D2I2R2VR100 Ω1000 μFC1D1VsVo4:1:1D2D2D15 VR1Vo(t)Vin=10 sinωt V1 kΩD1D2C2C1VinVoR

第21題

電路及輸入端的電壓波形如圖所示，令二極體的切入電壓為0.7 V，若RC 時間常數遠大於輸入信號的週期，負載電阻R 的輸出電壓範圍為何？ A. -0.7 V～+0.3 V B. -0.7 V～+1.3 V C. -1 V～+1 V D. -1.3 V～0.7 V

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• 答案：B. -0.7 V～+1.3 V

第22題

圖中電路的VDD=8 V，RG=1 MΩ，RS=2 kΩ，RD=2 kΩ，接面場效電晶體的IDSS=4 mA，汲極電流為1 mA，電晶體的VGS(TH)為何？ A. -2 V B. -3 V C. -4 V D. -5 V7 V0 V-7 VD1VoR3 VVin0 V7 V7 V-7 V0 V0 V+1 V-1 VRC0VDDRDRSRG

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• 答案：C. -4 V

第23題

下列何種電路又稱為直流再生器（DC restorer）？ A. 積分器 B. 整流器 C. 箝位器 D. 濾波器

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• 答案：C. 箝位器

解析：箝位器（clamper）可在不改變訊號波形形狀的前提下，把整個波形的直流準位往上或往下平移，使訊號的峯值固定在某一參考電壓，因此又稱直流再生器（DC restorer）或位準移位電路。它通常由二極體、電容器與電阻組成，利用電容充放電記憶準位。相對地，積分器與濾波器改變的是訊號的頻率成分，整流器則把交流轉為單向直流，都不具備「恢復直流準位」的功能，故選 C。

第24題

圖中電路電晶體操作在主動區，當電流IC=1 mA 時，VBE=0.7 V。現使用固定電流源2.72 mA 做偏壓，射極電壓VE 的最接近值為何？ A. -0.7 V B. -0.73 V C. -0.76 V D. -0.8 V

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• 答案：B. -0.73 V

第25題

有一如圖之MOSFET 電路，若Vtn=2 V，μnCox(W/L)=200 μA/V2，R=15 kΩ，λ=0，則VD 應為何？ A. 2 V B. 3 V C. 4 V D. 5 V

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• 答案：C. 4 V

第26題

圖示電路中加強型場效電晶體（FET）之|Vtp|=1 V、μpCox(W/L)=2 mA/V2，若電壓VD 為-1 V，則電流I約為何？ A. 16 mA B. 8 mA C. 4 mA D. 2 mAVEVCCRCVEEVE2.72 mA15 kΩ+10 VVDQ1VD+2 V-2 VI

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• 答案：C. 4 mA

第27題

有關雙極性接面電晶體的爾利效應（Early effect），下列敘述何者錯誤？ A. 當加大電壓VCE 時，IC 電流會上升 B. 當加大電壓VCE 時，逆向偏壓VCB 會減少 C. 當加大電壓VCE 時，基極有效寬度會變窄 D. 爾利效應是描述在主動區（active region）操作時的電流變化

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• 答案：B. 當加大電壓VCE 時，逆向偏壓VCB 會減少

解析：爾利效應發生在主動區，當 VCE 增大時，集極與基極間的逆向偏壓 VCB＝VCE－VBE 隨之增大，而非減少，故 B 的敘述錯誤，為本題答案。逆向偏壓加深會使集基空乏區向基極延伸，基極有效寬度變窄，因此基極少數載子複合減少、IC 隨 VCE 略為上升，這正是 A 與 C 所述現象，也是爾利效應（輸出特性曲線斜率）的物理成因；D 說明其適用範圍亦正確。

第28題

有關共射極放大器之敘述，下列何者錯誤？ A. 輸出電壓與輸入電壓反相 B. 電壓增益大於1 C. 電流增益大於1 D. 高頻特性不受到米勒效應的影響

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• 答案：D. 高頻特性不受到米勒效應的影響

解析：共射極（CE）放大器在主動區工作時，輸入在基極、輸出在集極，輸出與輸入反相，且電壓增益與電流增益均可大於 1，故 A、B、C 皆正確。高頻時，基極與集極間的內部電容 Cμ 會因米勒效應被等效放大為（1＋Av）Cμ 並出現在輸入端，形成大的輸入電容，使輸入時間常數變大、上 3 dB 截止頻率下降，高頻特性明顯受影響，因此 D 稱「不受米勒效應影響」是錯誤的，為本題答案。

第29題

如圖所示電路，假設rπ=2 kΩ、RE=500 Ω、RB=100 kΩ，且β 值為100，電壓增益vo/vi 最接近下列何者？ A. 0.99 B. 0.96 C. 0.89 D. 0.86

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• 答案：B. 0.96

第30題

相較於共集極（CC）放大器，下列有關共基極（CB）放大器之特性，何者正確？ A. 輸入阻抗較大 B. 電壓增益較大 C. 輸出電壓與輸入電壓的相位相反 D. 電壓增益近似為1

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• 答案：B. 電壓增益較大

解析：共基極（CB）放大器以射極作輸入、集極作輸出，輸入端看到的是順偏射極電阻，輸入阻抗很低（約為 re），故 A 錯誤；其輸出與輸入同相，不反相，故 C 錯誤；電壓增益與共射極相當而明顯大於 1，並非近似 1（近似 1 是共集極 CC 的特性），故 D 錯誤。與 CC 相比，CB 的輸入阻抗小、電壓增益大、相位不反轉，因此 B「電壓增益較大」正確。CC 又稱射極隨耦器，電壓增益約 1、輸入阻抗高，常用於緩衝級。

第31題

有關MOSFET 共源極放大器電路之敘述，下列何者正確？ A. 又稱為源極隨耦器 B. 輸入阻抗為0 C. 輸出信號與輸入信號相位同相 D. 電流增益大於1

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• 答案：D. 電流增益大於1

解析：MOSFET 共源極（CS）放大器以閘極輸入、汲極輸出，輸出與輸入反相，故 C 錯誤；其閘極有氧化層隔離，輸入阻抗極高而非 0，故 B 錯誤；源極隨耦器指的是共汲極（CD）電路，故 A 錯誤。由於閘極電流在低頻下幾乎為零，汲極電流卻可觀，電流增益 iout/iin 遠大於 1，因此 D 正確。實務上 CS 常用於需要電壓放大與高輸入阻抗的前級，若需低輸出阻抗的緩衝，則改用 CD 組態。

第32題

圖示為電晶體放大器的小訊號交流等效電路，其中vi 為輸入訊號、vo 為輸出訊號，則此放大器為何種放大器？ A. 共源極（CS）放大器 B. 共汲極（CD）放大器 C. 共基極（CB）放大器 D. 共閘極（CG）放大器+VCCRBREZoZivoviiiiovivo

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• 答案：B. 共汲極（CD）放大器

第33題

如圖BJT 串疊電路中，Q1 和Q2 的互導分別為gm1=gm2=gm，輸出內阻分別為ro1=ro2=ro，輸入內阻分別為rπ1=rπ2=rπ，定電流源為I。若Ri=rπ1=rπ，求電壓增益Avo=vo/vi 近似為何？ A. -(gm)2ro B. -(gm)2ro(ro//rπ) C. -gmro(ro//rπ) D. -gm(ro//rπ)

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• 答案：B. -(gm)2ro(ro//rπ)

第34題

圖示電路，VCC=+10 V，R1=200 kΩ，R2=200 kΩ，RC=2 kΩ，RE=5 kΩ，電晶體電流放大率β=100，VBE=0.7 V，IC 約為何？ A. 0.6 mA B. 0.7 mA C. 0.8 mA D. 0.9 mA

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• 答案：B. 0.7 mA

第35題

在IC 電路中直接耦合的串級放大器，在頻率響應上，對於下3 dB 截止頻率fL和上3 dB 截止頻率fH的分布情況為何？ A. 只有下3 dB 截止頻率fL B. 只有上3 dB 截止頻率fH C. 兩種頻率都有 D. 兩種頻率都不存在

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• 答案：B. 只有上3 dB 截止頻率fH

解析：多級放大器的低頻響應主要受耦合電容與射極旁路電容所限制：訊號頻率降低時，這些電容的阻抗變大，造成增益下降，因而出現下 3 dB 截止頻率 fL。IC 內直接耦合（direct-coupled）的串級放大器沒有耦合電容與旁路電容，直流與低頻訊號可直接傳遞，低頻增益平坦，因此不存在 fL，只剩下由電晶體內部電容（Cπ、Cμ）與米勒效應造成的上 3 dB 截止頻率 fH。故本題選 B，僅有 fH。

第36題

欲使如下的振盪電路能夠產生振盪訊號，下列何者適合作為R2 的大小？ A. 5.1 kΩ B. 5.6 kΩ C. 10 kΩ D. 12 kΩVCCIRo voro1Ri=rπ1vivB2Q1Q210 kΩ10 kΩ5.6 kΩR2VO20 nF20 nFR1R2RERCICVCC

參考解答

• 答案：D. 12 kΩVCCIRo voro1Ri=rπ1vivB2Q1Q210 kΩ10 kΩ5.6 kΩR2VO20 nF20 nFR1R2RERCICVCC

解析：此電路為文氏電橋（Wien bridge）振盪器，回授網路由 R＝10 kΩ、C＝20 nF 組成，振盪頻率 f＝1/(2πRC)，約為 795 Hz。起振條件為放大器增益至少 3，即 1＋R2/R1 ≥ 3，故 R2 ≥ 2R1。若 R1＝5.6 kΩ，則 R2 至少需 11.2 kΩ；選項中 5.1 k、5.6 k、10 k 均使增益不足 3，無法起振，只有 12 kΩ 可使增益約 3.14 而滿足起振條件，因此選 D。

第37題

如圖所示之振盪電路，其電路型態為下列何者？ A. RC 相移振盪電路 B. 單穩態多諧振盪電路 C. 雙穩態多諧振盪電路 D. 無穩態多諧振盪電路

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• 答案：D. 無穩態多諧振盪電路

第38題

圖示為一加偏壓之非反相施密特觸發器，電路中OPA 之輸出飽和電壓為±15 V，則其遲滯電壓（hysteresis voltage）VH 為何？ A. 3.75 V B. 5 V C. 7.5 V D. 10 V

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• 答案：D. 10 V

第39題

如圖為一比較器電路和積分器電路的組合。假設比較器的正、負飽和輸出電壓有著相同的大小，使得圖中Vout 為8.25 kHz 的三角波。如欲調整Vout 的頻率至20 kHz，則可在其他零件保持不變的條件下將R 從10 kΩ 調整至下列何值？ A. 2.125 kΩ B. 3.125 kΩ C. 4.125 kΩ D. 5.125 kΩ

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• 答案：C. 4.125 kΩ

第40題

555 計時器的輸入有兩臨界準位VTH=2 VCC/3 和VTL=VCC/3 及一個放電用的電晶體Q。作為單穩態電路時，外接電容C 的一端會和VTH 的OPA 輸入(+)及電晶體Q 共接。並連接一個電阻R 到VCC。當555 被觸發時，電容C 會開始充電為VC(t)=VCC(1-e-t/RC)，並同時在輸出產生脈波；當電容電壓VC(t)觸及VTH 時立即停止充電並放電，求所產生的脈波寬度T 約為何？ A. RC B. 0.69 RC C. 0.9 RC D. 1.1 RCC2C1Q2Q1vo1vo2RC2RB2RB1RC1+VCC150 kΩ50 kΩVsVoVCCVCCVR=+2 VR=10 kΩ33 kΩ10 kΩVout0.01 μF

參考解答

• 答案：D. 1.1 RCC2C1Q2Q1vo1vo2RC2RB2RB1RC1+VCC150 kΩ50 kΩVsVoVCCVCCVR=+2 VR=10 kΩ33 kΩ10 kΩVout0.01 μF

解析：555 單穩態的脈波寬度，就是電容從 0 V 充到上限臨界電壓 VTH＝2VCC/3 所需的時間。由 VC(t)＝VCC(1－e^(－t/RC)) 令 VC＝2VCC/3，得 e^(－T/RC)＝1/3，故 T＝RC·ln3≈1.0986RC≈1.1RC。A 的 RC 只是充到 0.632VCC 的一個時間常數，並非本題的門檻；B 的 0.69RC 相當於 ln2·RC，是充到 VCC/2 的時間，常見於無穩態的另一個切換點；C 的 0.9RC 不是本電路的特徵值。因此脈波寬度約為 1.1RC。