101-4-四技二專-電機電子群資電類專一解析

101-4 電機與電子群 專業科目（一） 共3 頁 第 1 頁

101 學年四技二專第四次聯合模擬考試

電機與電子群 專業科目（一） 詳解

101-4-03-4 101-4-04-4 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 C B C A C A D C A D B C A C B D B D C C C A B D 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 B C B D B A C A A C D A D B D A D C D B B A C D D

第一部份：基本電學

1. 此物質帶有之電量為 19 19_{) 6.4 10} 10 602 . 1 ( ) 4 8 ( − × − × − =− × − 庫倫 V 12 . 3 ) 10 602 . 1 ( 4 10 20 Q W V V V ₁₉ 19 ba a b ba =− × − × × = = − = − ₋ V 2 12 . 5 12 . 3 V V V_b= _ba+ _a=− + = 2. LED 燈泡需支出 1080 300 ) 30000 10 10 ( 6 . 2 × × −3× + = _元 白熾燈泡需支出 4880 3000 30000 ] 20 ) 3000 10 60 6 . 2 [( × × −3× + × = _元 使用LED 燈泡共可省4880−1080=3800元 3. 甲丙串 0.8 9 . 0 500 360 500 360 9 . 0 = × = η → = × η甲 甲 乙丙串 0.7 9 . 0 400 252 400 252 9 . 0 = × = η → = × η乙 乙 W 200 7 . 0 8 . 0 112 112 P _in = × = η × η = 乙 甲 甲乙 4. 電阻係數之單位方式常以下式表達 m m2 ⋅ Ω _或 m cm2 ⋅ Ω _{或Ω⋅cm或Ω⋅m} 或歐姆⋅圓密爾_呎 5. ∵D 4 mm 4 _×10−3m π = π = 2 6 2 3 2 b a 10 ) 2 10 m 4 ( 8 D 4 2 1 A A × − = × − π × π = π × = = Ω = × × × = ρ = − ₋ 0.1 10 2 1 10 2 A R 7 ₆ a l Ω = × × × = ρ = − ₋ 0.5 10 2 1 10 1 A R_b l 6 ₆ Ω = = =R //R 0.1//0.5 0.0833 R a b 6. (1) S 未閉合前，由電壓分配定則求得 V 20 80 20 20 100 V₁ = + × = (2) S 閉合時，V₁+V₂=100，∵V₂=78，∴V₁=22V 故電流增加 0.1A 20 V 20 V 22 I = Ω − = Δ 7. ⎩ ⎨ ⎧ + × = + × − × = + + × − ) R R ( m 10 ) R R ( ) I m 50 ( R m 10 ) R R R ( ) I m 25 ( 1 A 3 2 A A 3 2 1 A ⎩ ⎨ ⎧ + × = + × − × = + + × − ) R k 1 ( m 10 ) R R ( ) m 10 m 50 ( k 1 m 10 ) R R R ( ) m 10 m 25 ( 1 3 2 3 2 1 化簡得R₁=333.3Ω 8. 因4×8=8×4，電橋平衡，電壓源8 V 沒電流流出， 故電路電流I=0A 9. 由 KCL 知 6 12 V 12 ) 24 ( V 4₌ a− − ₊ a− 化簡得V_a =16V， A 3 2 6 12 16 6 12 V I a 6 = − = − = Ω 10. ∵ d E d d KQ d KQ V= = ₂ × = × ，由公式導出 知曲線下面積表示電位差 A 段電位差為 2 5 5V 2 1_{× × =} B 段電位差為2×(10−5)=10V C 段電位差為 30V 2 1 ) 10 20 ( ) 4 2 ( + × − × = D 段電位差為4×(25−20)=20V E 段電位差為 25V 2 1 ) 25 30 ( ) 6 4 ( + × − × = 總電位差為5+10+30+20+25=90V 11. ∵ r 2 NI NI H π = = l ，電場強度與距離成反比 ∵ 1 1 r r H H = ，∴ 40 80 5 10 H r r H 1 1= × = × = AT/m 12. ∵ a 2 II B I F 0 π μ = = _l l化簡得 ∴ 0.5m 0 4 2 1 10 4 B 2 a ₇ 7 0 ₌ × × π × × π = π μ = Ⅱ − ₋ 13. 1.15 3 2 2 13 1 FF= = = = 最大值 最大值 平均值 有效值 14. (A) RTH={R0//[R1+(R2//R3)]}+R4 Ω = + + =[60//(20 20//20)] 30 50 )]} R // R ( R //[ R { I E_TH= ₀× _{0 1}+ _{2 3} V 30 )]} 20 // 20 ( 20 //[ 60 { 5 . 1 × + = =

101-4 電機與電子群 專業科目（一） 共3 頁 第 2 頁 3 6 TH C 50 10 10 0.5 10 R × = × × − = × − = τ 秒 ∵t=1ms=2τ ∴v (1ms) E (1 e ) 30 (1 e 2) t TH C τ − − − × = − = =30×(1−0.135)=26V 15. r.p.m=每分鐘轉幾圈，頻率=每秒轉幾圈 頻率 180 180r.p.s 180Hz 60 800 , 10 f = = 轉/秒= = 分 / 秒 分 / 轉 時間 轉 秒/轉 0.2秒 180 1 36 t= × = 16. 考慮Vi時，因ω 非常大 故 = Ω ω = 0 C 1 XC ，C 視為短路，由分壓得 ∴ 2sin tV k 3 k 6 k 3 t sin 6 ' Vo = ω × ₊ = ω 考慮6 V 時，因f= ，故0 C 1 XC=_ω 趨近無限大 電容C 視為開路，∴V_o"=6V 得V_o=V_o'+V_o"=6+2sinωtV 17. Z=R−jXC=30−j40=50∠−53°Ω A 83 2 53 50 30 100 Z V I = ∠ ° ° − ∠ ° ∠ = = V 7 80 90 40 83 2 X I VC= × _C= ∠ °× ∠− °= ∠− ° 18. fP=2f =120Hz，I=100₅₀ =2A W 400 2 100 2 VI 2 P_max= = × × = ，P_min =0W W 200 2 100 VI Pav= = × = 19. S=P−jQ=E*×I=20∠−15°×5∠−15° VA 50 j 3 50 30 100∠− °= − = 20. Z1=R+j(X_L−X_C)=40+j(30−60) Ω ° − ∠ = − =40 j30 50 37 當f'=2f ⇒X'_L=2X_L =60Ω， = X =30Ω 2 1 ' X_{C C} ∴Z2 =40+j(60−30)=40+j30=50∠37°Ω ∴Z₁=Z₂⇒I₂ =I₁ 21. ∵XL =2πfL，∵XL ∝f ，∴X_X f_fO L LO ₌ Hz 20 2160 60 120 X X f f L C O= × = × = Ω = × = × = 360 120 20 2160 f f X X O L LO 12 30 360 R X Q LO S= = = 22. 因X_L =X_C=20Ω電路達諧振現象，故流過兩元件之 路支電流相等，又因相位相反，因此電流和為零，故 安培表顯示零 23. = + = + =30.3Ω 30 30 3 X X R ' X 2 2 L 2 L 2 L 10 10 3 30 R X Q L p = = = ≥ ∴ 141.4Hz 30 60 100 ' X X f f L C o= × = × = C L 2 L 2 X X X R + _{= ，} ) R C L ( X_L = − 2 ) ) L 2 R ( LC ) 2 ( 1 ( f_{o 2} 2 π − π = ， ) )Hz X R ( X X ( f f 2 L L C o= − 因在串並聯諧振電路 L C o _X' X f f ≠ × (X 內包含'_L R，無 法與f 成正比)，若 10 R X Q L p= ≥ ，則 L C o _X X f f = 24. P 與 V 不變，則P=VI1cosθ1=VI2cosθ2 即100×0.8=I2×1，∵I2 =80A 25. 負載不平衡時，且中性線斷，則負載小的兩端端電壓 較大

第二部份：電子學

26. LSI 晶片上的元件數目為 1000~10000 個 27. (A) 所謂 P 型半導體是在本質半導體中摻雜 3 價的元 素 (B) P 型半導體中的多數載子為電洞 (C) 當加以順向偏壓於 PN 接面時，空乏區增加，障 壁電位下降 (D) 當 PN 接面加以逆向偏壓時，仍有少數載子的流 動，稱之為逆向飽和電流 30. ∵ d A C=∈ ，∴ d 1 C∝ ，當外加逆向電壓增加時，空 乏區寬度將增加，空乏區形成之電容值隨之減少 31. 10 T T ) 1 T ( S ) 2 T ( S 1 2 2 I I − × = nA 20 2 n 5 2 n 5 I 10 2 20 40 ) C 40 ( S = × = × = − ° 32. 110V 2 102 118 V_DC= + = ， 5.65V 2 2 102 118 V_r(rms) = − = % 14 . 5 % 100 110 65 . 5 % r = × = 33. k 5 k 3 k 5 ) 4 V ( ) t ( V_{o (max) i(max)} + × − = V 15 8 5 ) 4 28 ( − × =+ = 34. 當二極體導通時，1 kΩ 上的最大壓降為： V 3 . 2 7 . 0 3 V_1kΩ= − = 則導通時的最大電流為： mA 3 . 2 10 1 3 . 2 R V R V V I i D 1k _{3 =} × = = − = Ω 最小電流即為二極體不導通時，亦即0 mA

101-4 電機與電子群 專業科目（一） 共3 頁 第 3 頁 35. 次級線圈之有效值電壓電壓為 V 2 15 10 1 2 150 N N V V 2 1 ) rms ( 1 ) rms ( 2 = × = × = i

V

經半波整流及濾波後得 V 30 2 15 2 V 2 V_C= _2(rms)= × = 又當輸入於正半波時D₂ off，D₃ on ) V ( 10 k 1 k 2 k 1 30 V_o = + × = ，V_o<12V 3 D ，off，故Vo=10(V) 36. Z_i=R_B1//r_π=120k//1k≒1kΩ C C 2 B O R //R 120k//2.5k 2.5k R Z = = ≒ Ω= 250 10 k 5 . 2 r R r R // R V V A e C e C 2 B i o V= =− =− =− =− 100 k 5 . 2 k 1 250 R Z A A iO i i i = × = × = 37. R_iS=R_S+(R_B//r_π)=5k+(300k//1k)≒6kΩ 38.

V

_o

=

V

_Z

+

V

_BE

=

6

.

3

+

0

.

7

=

7

V

A 5 . 0 10 7 12 R V V I S o i− ₌ − ₌ = 39. (1) 8 V 6(V) k 4 k 2 k 4 12 R R R V V Z 2 1 2 CC a = > = + × = + × = ∴稽納二極體可正常工作 (2) 因V₊為虛接地 1.5(mA) k 4 6 R V I 2 Z f = = = (3) 1.5 1.5(mA) k 2 6 12 I R V V I I I _f 1 Z CC f 1 Z − = − = − − = − = 40. 總電壓增益 ) dB ( ) A log( 20 A A A A A_VT= _V1× _V2× _{V3LL Vn}= _V n 41. 0.094 94 A k 100 6 . 0 10 I_B= − = = μ mA 61 . 4 94 49 I I_C=β× _C= × μ≅ V 472 . 5 k 2 . 1 m 61 . 4 R I V_C = _C× _C =− × ≅− 42. V_GS=V_G−V_S=−3−0=−3V 2 2 P GS DSS D _4.5) 3 1 ( m 9 ) V V 1 ( I I − − − = − = mA 1 9 1 m 9 × = = V 9 k 3 m 1 12 R I V V_DS= _DD− _{D D}= − × = 43. ) 20dBm mW 10 P log( 10 ) P P log( 10 ) dBm ( P o 1 o o = = =− mW 1 . 0 10 mW 10 Po = × −2= 44. 6V M 1 M 3 M 1 24 R R R V V 2 G 1 G 2 G DD G= × ₊ = × ₊ = V 6 0 6 V V V_GS= _G− _S= − = mA 8 . 4 ) 2 6 ( m 3 . 0 ) V V ( K I_D = _GS− _t 2 = − 2 = V 4 . 14 m 8 . 4 k 2 24 R I V V_DS= _DD− _{D D} = − × = 45. 6V k 6 k 6 k 6 12 V = + × = − ，V+=12×_6k6₊k_3k =8V 因V₊> V₋，OPA 之輸出為+V_sat 故LED₁亮，LED₂暗 46. 輸出端V_o的正飽和電壓及負飽和電壓與V_ref無關 47. 當R₂= k6 Ω， 8V k 6 k 3 k 6 12 V = + × = + 又V₋=6V，V₊> V₋，∴V_o =+V_sat=10V 48. ∵V_PP=6V，∵ V 2 3 2 2 6 2 2 V V PP rms= = = 由圖知∵V(t)=10+3sinωtV，∴V_av=10V ∴ = + ) = A +(B)2 2 3 ( 10 V_rms 2 2 2 得A=10V、 2 3 B= 38 2 3 2 6 10 2 B 2 6 A 2 + = × + × = 49. 假設全通 則 4.6V k 1 1 k 2 1 k 1 1 k 2 1 0 k 2 6 . 0 2 k 1 6 . 0 12 k 2 6 . 0 4 Vo = + + + + − + − + − = (與題目不符合，即假設全通為錯誤！) 故只有12 V 端導線通，∵ΣI_i=ΣI_o ⇒ = − − ⇒ k 1 V k 1 V 6 . 0 12 _{o o 化簡得} ) V ( 7 . 5 V_o = 50. 韋恩電橋振盪器之正回授電路決定振盪頻率，負回授 電路決定增益