101-3-四技二專-電機電子群資電類專一解析

(1)

101-3 電機與電子群專業科目（一）共3 頁第 1 頁

101 學年四技二專第三次聯合模擬考試

電機與電子群專業科目（一）詳解

101-3-03-4 101-3-04-4

1

2

3

4

5

6

7

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

B D D B B C A

B D A C

D

C

D

C

D

A

C

B D B A D

D

C

26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

A B A D D C D

D B B C

D

C

B

A

C

D

A

B C B A B

C

A

第一部份：基本電學

1. 在常用的電學單位中，瓦特是功率的單位 2. 省電燈泡支出費用： ) 300 525 1000 6000 15 ( 5 . 2 × × + = 元白熾燈泡支出費用： 1020 1000 6000 ] 20 ) 1000 1000 60 ( 5 . 2 [ × × + × = 元省電燈泡可省：1020−525=495元 3. = × × ) =25Ω 2 1 ( 2 1 200 R 2 B 4. 0.5A 2 2 2 5 I= − − = ，Q=0.5×1=0.5C 5. R_ab =(R//R//R)//

{

R+R+R//[R//(R+R//R)]

}

R 65 19 = ， R 3.8 65 19 ₌ _， _{= 13}_Ω R 6. ) 5 6R 72 2 R 6 6 ( + × + = ，R= 2Ω 7. I₁=9−2−1=6A，I₂ =I₁−1=6−1=5A A 11 4 2 5 I= + + = 8. 利用節點電壓法： ⎪ ⎪ ⎩ ⎪⎪ ⎨ ⎧ = + − + + = − + 0 10 2 V V 2 V 10 2 2 V V 3 V 1 2 2 2 1 1 ⎩ ⎨ ⎧ − = + − = − ⇒ 20 V 2 V 72 V 3 V 5 2 1 2 1 ⎩ ⎨ ⎧ − = = ⇒ V 4 V V 12 V 2 1 ₄_A 3 12 I₁= = ⇒ ， 8A 2 ) 4 ( 12 I₂ = − − = 9. 利用密爾門定律可得： V 8 1 2 4 8 7 8 1 4 1 2 1 4 2 22 Vx ₊ ₊ = × = + + − = ， 2A 4 8 I= = 10. 3A 2 2 2 ) 4 10 ( I = + × − = 11. RTH=20//5=4Ω V 32 ) 5 // 20 ( 6 ) 5 // 20 )( 5 50 20 80 ( E_TH = + − = W 64 4 4 32 R 4 E P 2 TH TH max= = _× = 12. 單位電荷所受之力，稱為電場強度 13. 串聯後C₁與C₂的儲存電荷量相等，Q₁=Q₂ C 1500 V 500 F 3 V C Q₁= ₁ ₁= μ × = μ C 1200 V 200 F 6 V C Q₂= ₂ ₂ = μ × = μ 因此串聯電容的電量應該取較小值1200 μC，才不致燒毀電容量較小的電容器 V 400 F 3 C 1200 C Q V 1 1 1 _μ = μ = = V 200 F 6 C 1200 C Q V 2 2 2 _μ = μ = = 串聯耐壓V=V₁+V₂ =400V+200V=600V 14. (A) 在你面前有一自左向右的磁場，磁場中一導線其電流向你而來，則此導線受磁場的作用，使其運動的方向為向上 (B) 佛來銘電動機原理中的三要素所指的方向是：導線的移動方向、磁場方向和導線中的電流方向 (C) 馬克斯威/平方公分是磁通密度的單位 15. 6.4H 10 64 4 2 10 8 4 10 8 L 2 ab ₊ ₋ _× = = − × = 16. SW 閉合時瞬間，v_C(0)=0V mA 100 50 50 10 ) 0 ( iL = ₊ = 17. R_TH =[(60//60+30)//30+30]=50Ω V 50 ] 30 // ) 30 60 // 60 [( 5 . 2 VTH= × + = 時間常數τ=50×20μ=1ms (A) 電流 e A 50 50 i 1000t c= − (B) 電壓V_c =50(1−e−1000t)V (C) 電路呈穩定狀態後，由 1 轉至 2 則電流i_c為 1A 50 50₌₋ − (D) 由 1 轉至 2，則電容器開始放電，經過時間 ) ms 1 m 10 m 11 ( − = 後：電壓V 50 e 1 50 0.368 c= × − = × =18.4V 18. I I I I2 52 32 ( 2)2 6A 3 2 1 2 0 rms= + + = + + = 19. θ=θ_v−θ_i=30°−(90°−30°)=−30° 20. Z= 32+(8−4)2 =5∠53.1°Ω A 1 . 53 40 1 . 53 5 0 200 I = ∠− ° ° ∠ ° ∠ =

(2)

101-3 電機與電子群專業科目（一）共3 頁第 2 頁 V 120 3 40 VR = × = ，電壓超前電流53.1° 21. V_R =4×15=60V，V_L= 1002−602 =80V Ω = = 20 4 80 X_L ， 40mH 80 2 20 L ≒ × π = 22. Z=16+j12//(−j6)=16−j12=20∠−37° ° ∠ = ° − ∠ ° ∠ = 10 37 37 20 0 200 I 23. 150 1 60 30 30 G ₂ ₂ = + = ， = =150Ω G 1 R_P 75 1 60 30 60 BL ₂ ₂ = + = ，XP= 75Ω 當頻率由60 Hz 增為 120 Hz 時 Ω = × = 150 60 120 75 ' X ， = + Ω + × = 75 j75 150 j 150 150 150 j ' Z 24. θ_P =−45−15=−60°，Q=100×5×sin(−60°)≒−433乏 (負號表示電感性電抗功率) 25. 3 0 A 0 40 120 I_R = ∠ ° ° ∠ = ， 2 90 A 90 60 120 I_C = ∠ ° ° − ∠ = A 90 6 90 20 120 IL = _∠ _°= ∠− ° 6 . 0 5 3 ) 6 2 ( 3 3 . F . P 2 2₊ ₋ = = = 落後 (I_L>I_C為電感性電路，功率因數落後)

第二部份：電子學

26. CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互補性氧化金屬半導體)中的「M」，代表金屬 27. (A) 當二極體於逆向偏壓時，空乏區會變寬，障壁電位會增加 (C) 在溫度 27°C 時，矽半導體的能隙約為 1.12 eV (D) 紫外線的波長比紫色光短 28. 70mA 500 15 50 I₅₀₀_Ω = − = mA 5 . 62 m 5 . 7 70 I_L_(max)= − = Ω = = 240 m 5 . 62 15 R_L_(min) 29. 正半週時，D₁導通，電容C 充電 10 V 負半週時，D₂導通，電容C 充電 20 V 則輸出電壓Vo =−20V 30. 箝位電路中二極體方向往上，波形往上移動，最低電壓為5 V，最高電壓為 25 V，中心電壓為 15V 2 25 5+ ₌ 31. 0.636 17.5V 2 5 . 0 110 V_o₍_av₎= × × = 32. 電晶體在共基極工作組態時，射極當輸入端，集極當輸出端 33. 60 15 115 m 1 m 7 ₌ μ − μ − = β 34. = Ω + = 6 k 20 5 1 k 20 R_BB ， 2V k 4 k 20 k 4 12 V_BB =− + × − = mA 1.3 k 1 600 k 20 2 7 . 0 I I_C≒ _E ≒ + + − = 35. 5mA k 1 5 10 I₁= − = mA 5 . 0 k 1 5 . 0 I₂= = B B R 5m 5I 0.5m I I = − = + 即 0.75mA 6 m 5 . 4 I_B= = Ω = + − = 3.6k m 75 . 0 m 5 . 0 5 . 0 5 R 36. 198 10 k 6 // k 3 1 120 120 V V i o _× _≒ + = 37. 31.4 A k 1 ) 100 1 ( k 6 // k 12 7 . 0 4 I_B = μ × + + − = Ω μ = π ₃₁26_.₄m 828 r ≒ Ω =12k//6k//828 686 Ri ≒ 38. 0.83 k 60 k 50 ) k 1 // k 1 ( ) 199 1 //[( k 100 k 10 ) k 1 // k 1 ( ) 199 1 //[( k 100 V V i o ₌ _≒ × + + × + = 39. (A) 變壓器耦合放大器效率高，不易以積體電路實現，且頻率響應不佳 (C) 射極隨耦器是屬於共集極放大電路組態，電壓增益略低於1 (D) 達靈頓電路的特性是高輸入阻抗和低輸出阻抗 40. 4 i o ₁₀ ₁₀ 2 1 100 10 1 50 5 1 20 V V ₌ _× _× _× _× _× _× ₌ dB 80 10 log 20 V V log 20 4 i o ₌ ₌ 41. 10 log5 10 10 log2 7dB 1 5 log 10⋅ = ⋅ = − ⋅ ≒ 42. (A) 當(VGS−Vth)<0，且VDS>(VGS−Vth)時， P 通道增強型 MOSFET 工作於歐姆區 (B) 當V_GS=0 時，N 通道空乏型 MOSFET 的 DSS D I I = ，但並非最大，在增強模式下，I_D>I_DSS

(3)

101-3 電機與電子群專業科目（一）共3 頁第 3 頁 (C) 當(V_GS−V_P)<0，且V_DS>(V_GS−V_P)時 N 通道 JFET 工作於歐姆區 43. 3V M 9 M 3 M 3 12 V_GS = + × = mA 1 ) 1 3 ( m 25 . 0 I 2 D= × − = V 4 . 6 k 6 . 5 m 1 12 V_D= − × = 44. 金氧半場效電晶體 MOSFET 是以電場效應控制汲、源極間的電流 45. 2 P GS DSS D _V ) V 1 ( I I = − 2 GS₎ 6 V 1 ( m 4 . 2 m 6 . 0 − − = ⇒ ⇒V_GS=−3V 4 . 0 ) 6 3 1 ( 6 m 4 . 2 2 g_m = − − − × − × − = m 6 . 1 ) k 20 // k 5 ( m 4 . 0 V V i o ₌ _× ₌ 46. S m D m R g 1 R g a × + × − = ，b=−g_m×R_D S m S m D m D m ₁ _g _R R g 1 R g R g a b ₌ ₊ _× × + × − × − = 47. VDS=VGS=5−0.6m×5k=2V 2 ) 1 2 ( K m 6 . 0 = − ，K=0.6mA/V2 2 . 1 ) 1 2 ( m 6 . 0 2 gm = × × − = m 4 ) k 10 // k 5 ( m 2 . 1 V V i o ₌₋ _× ₌₋ 48. 令V_i=1V，因此V₊=V₋=1V 因為R_i=∞，因此I₁=0A，V_n =1V 即I₂=0.5mA，I₃=0.5mA V 3 m 5 . 0 k 4 1 V_o = + × = ， 3 1 3 V V i o ₌ ₌ 49. 原來開關狀態為 0011 輸出電壓為 ) 3V 8 1 4 1 ( 8× − +− =− 若依題意輸出變為−9V時，則為原來的3 倍，其開關狀態為1001。但題意要求開關不改變，因此只要將電阻R 與 4R 互調，即可使輸出電壓變為−9V 50. 5 . 0 ) 1 ( 1 05 . 0 V 1 _n − − = − ，V_n =0.8V