Transcript
Page 1: 104統測試題 電機與電子群-專(一)電子學、基本電學

四技二專

圖(一)

統 一 入 學 測 驗

電 機 與 電 子 群 專 業 科 目(一 )

( 本 試 題 答 案 係 統 一 入 學 測 驗 中 心 104 年

5 月 4 日 公 布 之 答 案 )

第 一 部 分 : 電 子 學

    1. 兩電壓 v1(t) =8cos(20πt+13)V 及v2(t) =4sin(20πt +45)V ,則兩電壓之相位差為多少度? (A)58  (B)45  (C)32  (D)13 。

概論

    2. 下列有關半導體之敘述,何者正確?  (A) 當溫度升高時本質半導體的電阻會變大 (B)P 型半導體內電洞載子濃度約等於受體濃度 (C) 外質半導體中電洞與自由電子的濃度相同 (D)N 型半導體內

總電子數大於總質子數。 二極體

    3. 下列敘述何者正確?  (A) 紅外線LED可發紅色可見光 (B)LED

發光原理與白熾鎢絲燈泡相同 (C) 矽二極體之障壁電壓即為熱當電壓(thermal voltage)  (D) 矽二極體於溫度每上升10C,其逆向飽

和電流約增加一倍。 二極體

    4. 如圖 ( 一) 所示之理想二極體整流電路,若Vo 之平均值為39.5V ,RL =10kΩ ,Vi =100sin(100πt)V , Vo 之 漣 波電壓峰對峰值為1V ,則C 值

104

Page 2: 104統測試題 電機與電子群-專(一)電子學、基本電學

約為多少μF ? (A)2  (B)40

(C)120  (D)360 。 二 極 體 之

應用電路

    5. 承接上題,若變壓器匝數比 N1/N2 =x ,則x 約為何? (A)5.5

(B)4.5  (C)3.5  (D)2.5 。 二極體之應用電路

    6. 單相中間抽頭變壓器型二極體全波整流電路中,其輸出電壓平均值為50V ,負載為純電阻,則每個二極體之逆向峰值電壓(PIV) 約為

多少伏特? (A)173  (B)157  (C)79  (D)50 。 二極體之應

用電路

1.(A)  2.(B)  3.(D)  4.(B)  5.(D)  6.(B)

Page 3: 104統測試題 電機與電子群-專(一)電子學、基本電學

    7. NPN 型BJT 工作於飽和區時,下列敘述何者正確? (A) 適合作為訊號放大 (B) 集極電流與基極電流成正比 (C) 相同集極電流下,BJT 消耗功率比工作於主動區小 (D) 基- 射極與基- 集極間均為逆向偏壓。

雙極性接面電晶體

    8. PNP 型BJT 工作於主動區時,其射極電壓(VE) 、基極電壓(VB) 及集極電壓(VC) 之大小關係為何? (A)VE >VB >VC  (B)VB >

VE >VC  (C)VB >VC >VE  (D)VC >VB >VE 。 電

晶體直流偏壓電路

    9. 如圖 ( 二) 所示之電路,若BJT 之β =100 ,基- 射極電壓VBE =0.7V , 則 Vo 約 為 多 少 伏 特 ?   (A)3.6   (B)4.5   (C)5.5

(D)6.4 。

電晶體直流偏壓電路

    10. 承接上題, VCE 約為多少伏特? (A)2.31  (B)3.37  (C)4.85

(D)5.21 。 電晶體直流偏壓電路

    11.如圖 ( 三) 所示之放大電路,BJT 之切入電壓VBE(t)=0.7V,β =100 ,熱當電壓VT =26mV ,交流等效輸出電阻ro =∞,則Io/Ii

約為何? (A)92.34  (B)56.68  (C)48.42  (D)39.27 。 電晶

體放大電路

Page 4: 104統測試題 電機與電子群-專(一)電子學、基本電學

          

        圖( 二)              圖( 三)

    12. 承接上題, Vo/Vi 約為何? (A) -95.3  (B) -57.6  (C) -

48.9  (D) -30.5 。 電晶體放大電路

    13. 常作為射極隨耦器的電晶體組態為何?  (A) 共射極組態 (B) 共

基極組態 (C) 共集極組態 (D) 共閘極組態。 電晶體放大電

    14. 下列有關常見的達靈頓電路 (Darlington circuit) 之特點,何者錯誤? (A) 高輸出阻抗 (B) 高輸入阻抗 (C) 高電流增益 (D) 低電壓增益。

串級放大電路

7.(C)  8.(A)  9.(D)  10.(B)  11.(D)  12.(C)  13.(C)  14.

(A)

Page 5: 104統測試題 電機與電子群-專(一)電子學、基本電學

    15. 下列敘述何者正確?  (A) 變壓器耦合串級放大電路不易受磁場干擾 (B) 直接耦合串級放大電路之低頻響應不佳 (C) 直接耦合串級放大電路前後級阻抗容易匹配 (D) 電阻電容耦合串級放大電路

偏壓電路獨立,設計容易。 串級放大電路

    16. 某 N 通道增強型MOSFET放大電路,MOSFET之臨界電壓(threshold voltage)Vt =2V ,參數K =0.3mA/V2 ,若MOSFET工作於夾止區,閘- 源極間電壓VGS =4V ,則轉移電導gm 為多少

mA/V ? (A)0.6  (B)1.2  (C)1.8  (D)2.4 。 場效電晶體

    17. 如圖 ( 四) 所示之電路,若MOSFET之ID =2mA,臨界電壓Vt =2V ,則其參數K 約為多少mA/V2 ? (A)0.22  (B)0.31 (C)0.42

(D)0.54 。

場效電晶體

    18. 如圖 ( 五) 所示之放大電路,若MOSFET工作於夾止區,且轉換電導gm=0.5mA/V ,不考慮汲極交流等效輸出電阻,則Vo/Vi 約為何?

(A) -1.6  (B) -2.5  (C) -6.8  (D) -12.3 。 場效電

晶體放大電路

    19. 承接上題, Io/Ii 約為何? (A)750  (B)55  (C) -55 (D) -750 。

場效電晶體放大電路

               圖( 四)              圖( 五)

Page 6: 104統測試題 電機與電子群-專(一)電子學、基本電學

15.(D)  16.(B)  17.(A)  18.(B)  19.(D)

    20.如圖 ( 六) 所示之理想運算放大器電路,R =1kΩ ,若V1 =1V ,V2 =2V ,V3 =3V ,V4 =4V ,則Vo 為多少伏特? (A) -2  (B) -1  (C)4  (D)7 。

運算放大器

    21. 承接上題,若 V1 =-1V ,V2 =2V ,V3 =-3V 時,Vo

= 0V , 則 V4 為 多 少 伏 特 ?   (A) - 5   (B) - 4   (C)4

(D)5 。 運算放大器

    22. 如圖 ( 七) 所示之電路,若Vi 為峰值 之對稱三角波,則Vo

之 平 均 電 壓 約 為 多 少 伏 特 ?   (A) - 7.5   (B) - 5   (C)5

(D)7.5 。

運算放大器

            圖( 六)             圖( 七)

    23.如圖 ( 八) 所示之電路,R2=2kΩ ,VR=-2V,若其上臨界電壓為 4V , 則 R1 約 為 多 少 kΩ ? (A)1.5   (B)2.8   (C)3.6

(D)4.8 。 基本振盪電路 圖(八)

Page 7: 104統測試題 電機與電子群-專(一)電子學、基本電學

    24. 承接上題,若 R1 =R2 =2kΩ 且VR =2V ,則其下臨界電壓為多少 伏 特 ?   (A) - 8   (B) - 6

(C) -4  (D) -2 。 基 本振

盪電路

    25. 下列有關 555 計時IC的控制電壓腳(第5 腳)之敘述,何者錯誤? (A) 可改變輸出之電壓大小 (B) 可改變輸出之振盪頻率 (C) 可改變內部上比較器之參考電位 (D) 可改變內部下比較器之參考電位。

基本振盪電路

20.(C)  21.(C)  22.(C)  23.(A)  24.(B)  25.(A)

第 二 部 分 : 基 本 電 學

    1. 在 3 秒內將10庫侖的電荷由電位10V處移動到50V處,再從50V處移動到30V處,則總共作功多少焦耳? (A)200  (B)400  (C)500

(D)600 。 電容與靜電

    2. 某裝置的電源電池為 1.5V,可使用能量為5400J 。該裝置之工作與待機模式所需電流分別為19mA 與200μA ,若設定每小時工作10分鐘,待機50分鐘,則該裝置約可使用多少小時? (A)150  (B)200

(C)300  (D)375 。 電學概論

Page 8: 104統測試題 電機與電子群-專(一)電子學、基本電學

    3. 將長度為 100 公尺且電阻為1Ω 的某金屬導體,在維持體積不變情況下,均勻拉長後的電阻變為9Ω ,則拉長後該金屬導體長度為多

少公尺? (A)200  (B)300  (C)600  (D)900 。 電阻

    4. 將電阻值分別為 2Ω 、3Ω 及4Ω 的三個電阻串聯後,接於E 伏特的直流電源,若2Ω 電阻消耗功率為18W,則E 值為何? (A)18

(B)27  (C)32  (D)36 。 串並聯電路

    5. 如圖 ( 一) 所示之電路,當電壓V1 =10V 時,則電流I 約為多少

安培? (A)1  (B)5  (C)8  (D)10 。 串並聯電路

    6. 如 圖 ( 二 ) 所 示 之 電 路 , 若 I2 = 0A , 則 R 與 I1 分別為 何 ? (A)R = 3Ω , I1 = 5A   (B)R = 3Ω , I1 = 4A   (C)R =6Ω ,I1 =3A  (D)R =6Ω ,I1 =2A 。

串並聯電路

                   圖( 一)              圖( 二)

    7. 如圖 ( 三) 所示之電路,由a 、b 兩端往左看入之諾頓等效電流約

為多少安培? (A)0.8  (B)1.2  (C)2.4  (D)3.2 。 直流網路

分析

    8. 承接上題,若 Vc =9V ,則RL 約為多少歐姆? (A)1  (B)2

(C)3  (D)4 。 直流網路分析

Page 9: 104統測試題 電機與電子群-專(一)電子學、基本電學

1.(A)  2.(C)  3.(B)  4.(B)  5.(B)  6.(C)  7.(C)  8.

(C)

    9. 如圖(四)所示之電路,若 b 為參考節點,則下列節點方程式組何者正

確? (A)  (B)

(C)  (D) 。 直流網路

分析

   

             圖( 三)             圖( 四)

    10. 電容器 X 的電容值為60μF ,耐壓250V 。若電容器X 和另一電容器Y 串聯後,其總電容值為20μF ,總耐壓為300V ,則電容器Y

的 電 容 值 和 耐 壓 分 別 為 何 ?   (A)60μF , 150V

(B)60μF ,200V  (C)30μF ,150V  (D)30μF ,200V 。

電容與靜電

    11.某電感值為 0.5H的線圈,若通過4A 電流可產生0.01韋柏(Wb) 磁通,則該線圈的匝數與儲存磁能分別為何?  (A)200 匝,4 焦耳 (B)200 匝,2 焦耳 (C)100 匝,4 焦耳 (D)100 匝,2 焦耳。

電感與電磁

    12. 匝數分別為 500 匝和1000匝的X 線圈與Y 線圈,若X 線圈通過5A

電流時,產生4×10 - 4Wb 磁通量,其中90%交鏈至Y 線圈,則X

線圈自感L 及兩線圈互感M 分別為何? (A)L=72mH ,M =

Page 10: 104統測試題 電機與電子群-專(一)電子學、基本電學

40mH  (B)L=70mH ,M =40mH  (C)L=40mH ,M =70mH

(D)L=40mH ,M =72mH 。 電感與電磁

    13. 如圖 ( 五) 所示之電路,在t =0 秒時將開關S 閉合,若電容器的電壓vc初值為12V ,則S 閉合瞬間的電容器電流ic 與充電時間常數分 別 為 何 ?   (A)7mA , 0.2 秒   (B)7mA , 0.25 秒

(C)12mA ,0.2 秒 (D)20mA ,0.4 秒。 直流暫態

 9.(A)  10.(D)  11.(A)  12.(D)  13.(A)

    14. 如圖 ( 六) 所示之電路,開關S 在t =0 秒時閉合,若電感器的初始能量為零,則電路時間常數τ 與t =1 秒時之電感器電流iL 分別為何? (A)τ =1ms ,iL =2.4A (B)τ =1ms ,iL =1.2A (C)τ =

2ms ,iL =2.4A (D)τ =2ms ,iL =1.2A。 直流暫態

              圖( 五)              圖( 六)

    15. 若 v(t) =100 sin(157t -30)V ,則v(t) 的頻率與有效值分別為 何 ?   (A)50Hz , 120V   (B)25Hz , 120V

(C)50Hz ,100V  (D)25Hz ,100V 。

交流電

    16. 若 i1(t) =4sin(ωt)A的相量式為2 0A ,則i(t) =10cos(ωt -45)A 的相量式為何? (A) =10 -45A (B) =1045A

(C) =5 45A  (D) =5 -45A。 交流電

Page 11: 104統測試題 電機與電子群-專(一)電子學、基本電學

    17. 某 RC 串聯電路的輸入電壓為4sin(377t)V ,若流經電阻的電流為sin(377t +45)A , 則 電 阻 約 為 多 少歐姆?   (A)4   (B)3

(C)2  (D)2 。 基本交流電路

    18. 某 RL 並聯電路的電阻R =3Ω ,電感抗XL =3Ω 。若總消耗電流 為 8sin(377t)A , 則 流 經 電 阻 的 電 流 為 何 ?   (A)

 (B)  (C)4sin(377t +

45)A  (D)4sin(377t -45)A 。 基本交流電路

    19.如圖 ( 七) 所示之電路,若vs(t) =100

sin(377t)V , 則 v1(t) 為 何 ?

(A)25sin(377t - 30)V

(B)25sin(377t - 45)V

(C)50sin(377t - 30)V

(D)50sin(377t -45)V 。 基本交流電路

 14.(B)  15.(D)  16.(C)  17.(D)  18.(A)  19.(D)

    20. 某負載電壓為 110 sin(314t +60)V ,電流為5 sin(314t

+ 30)A , 則該負 載 的視在功 率 約 為 多 少 VA ?   (A)1100

(B)952.63  (C)777.82  (D)550 。 交流電功率

    21. 某 RL 並聯電路的電阻R =4Ω ,輸入電壓 =400V ,若總視在功率大小為500VA ,則電感抗約為多少歐姆? (A)2.66  

(B)5.33  (C)10.66  (D)16 。 諧振電路

圖(七)

Page 12: 104統測試題 電機與電子群-專(一)電子學、基本電學

    22. RLC 串聯電路發生諧振時,下列敘述何者正確? (A) 阻抗最小,功率因數0.707  (B) 阻抗最小,功率因數1.0  (C) 阻抗最大,

功率因數0.707  (D) 阻抗最大,功率因數1.0 。 諧振電路

    23. 外接電流源 =40A 的RLC並聯電路中,電阻R =10Ω ,電感L

=5mH,電容C =10μF 。當發生諧振時,該電路平均消耗功率約為多少

瓦特?  (A)80  (B)  (C)160  (D)160 。 諧振電路

    24. 如圖 ( 八) 所示之12W 與13W 供電系統,其中每一配電線路的等效電阻為r ,單一負載皆為1kW。若12W 系統供電之配電線路損失為P2W ,13W 系統供電之配電線路損失為P3W ,則下列敘述何 者 正 確 ?   (A)P3W = 4P2W   (B)P3W = 3P2W   (C)P3W = 0.5P2W

(D)P3W =0.25P2W 。

交流電源

          (a)12W 供電       (b)13W 供電                 圖( 八)

    25. 三相平衡 Y 接電源系統,n 為中性點,若線電壓分別為 220

0V 、 120V 及 -120V ,

下列有關相電壓 之敘述,何者正確? (A) =220150V

(B) = 220 150V   (C) = 22090V   (D) =

220 90V 。 交流電源

Page 13: 104統測試題 電機與電子群-專(一)電子學、基本電學

20.(D)  21.(B)  22.(B)  23.(C)  24.(D)  25.(A)

Page 14: 104統測試題 電機與電子群-專(一)電子學、基本電學

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) = ,1V = ,C≅40μF5. Vdc =Vm - ,Vm =39.5V +0.5V=40V , =2.5

6. Vdc =0.636Vm ,Vm = ≅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 = =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 = =11.9μA

rπ= ≅2.18kΩ

Page 15: 104統測試題 電機與電子群-專(一)電子學、基本電學

40kΩ//10kΩ//2.18kΩ =1.71kΩ

Ai = ≅39.27

12. Av = =- 0.533× =-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× =6V

VS =ID×RS =2mA × 0.5kΩ =1V ,VGS =VG -VS =6V -1V =5V

ID =K(VGS -VT)2 ,K = =0.22mA/V2

18. Av =-gm(RD//RL) =-0.5mA/V×(10kΩ//10kΩ)=-2.5

19. Ai =

=-2.5×

=-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+= =  Vo2=V+(1+ )= =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)

Page 16: 104統測試題 電機與電子群-專(一)電子學、基本電學

  V + = × (-3V +V4 )

  Vo2 =V + ( ) = ×(-3V +V4)×3 =-3V

+V4

(3)Vo =0V =Vo1 +Vo2 =-1V +-3V +V4 ,V4 =4V

22. V + =Vi× +3V× = Vi +1V =±2V +1V 的

三角波當 V + >0V 時,Vo =+10V ,當V + <0V 時,Vo =-10V

Vav = =5V

23. VU = Vref + ( +Vsat)

4V =

R1 =1.5kΩ

24. VD = = 4V -

10V =-6V25.

(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。

Page 17: 104統測試題 電機與電子群-專(一)電子學、基本電學

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 = = =300hr

3. = = N =3 =N =100 3 =300m

4. I = = =3A

E=IRT =3 (2 +3 +4) =27V

5. I2= = =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 R 6 =4 9 R =6

∴I1 = = =3A

7. 利用密爾門定律可得:Vc =ΣIin(c)Rcb =ETH

= =12V

RN =RTH =Rab(oc)| 移 去 電 源

= R2+ =3 + =5

∴IN = = =2.4A

8. Vc =ETH 分壓律

Page 18: 104統測試題 電機與電子群-專(一)電子學、基本電學

9 =12 RL =3

9. Vo =E1 =+60V ,利用節點電壓法

+ + =0

+ + =0

0.7V1 -0.25V2 =15…………

+ + =0

+ + =0

- 0.25V1 +0.95V2 =17…………

10. CT =CX CY =QS =CTVT = =6000

VY = = =200V

11. WL = = =4J

∵L = 0.5 = ∴N =200 匝

12. LX = = =0.04H =40mH

M = = =72mH

13. 利用戴維寧定理化成下圖等效電路

Eo =E = =40V

Ro =R1 R2=3k 6k=2

ic(0)= = =7mA

RTH =R3+(R1 R2) =2k+(3k 6k) =4

=RTHC = =0.2sec

Page 19: 104統測試題 電機與電子群-專(一)電子學、基本電學

14. RTH =(6 6) +2 =5  ETH =E = =6V

= = =1ms  iL(tm) = = =1.2A

t =1sec =1000  故電感已達儲能穩態iL(1) =iL(tm) =1.2A

15. f = = =25Hz

Vrms = = =100V

16. = = =

17. = = =

= = =

= = =

R= = =2

18. iR= =

= =

19. = =

= = =

= =

∴ = =

Page 20: 104統測試題 電機與電子群-專(一)電子學、基本電學

= =

20. S =EI=110 5 =550VA

21. IR = = =10A

I = = =12.5A

IL= = =

XL = = = ≒

23. Pav = = =160W

24. I2W = = =20A

I3W = = =10A

P2W = = =800r

P3W = = =200r

= = P2W =4P3W或P3W =0.25P2W

25. ∵ =

∴ = =

Page 21: 104統測試題 電機與電子群-專(一)電子學、基本電學

試 題 分析

一 、 命 題 焦 點

●基 本 電 學 :

今年的試題每一題均有創意,且全部皆為計算題,相關觀念都融於計算中,若學生程度不佳或計算時不夠用心、仔細,很難取得高分。

此次試題很少考古題,故同學應多作試題演練,提升熟悉度與計算能力,才能期待取得高分。

●電 子 學 :

命題平均分配於所有章節,其中以二極體之應用電路、電晶體直流偏壓電路、電晶體放大電路、運算放大器及基本振盪電路為主,命題包含理論綜合觀念與理論計算,其中第11 、12題計算過程繁雜,學生需要花多一些時間,整體而言,難度適中。

二 、 配 分 比 例 表基本電學 題數 電子學 題數

電學概論 1 概論 1

電阻 1 二極體 2

串並聯電路 3 二極體之應用電路 3

直流網路分析 3 雙極性接面電晶體 1

電容與靜電 2 電晶體直流偏壓電路 3

電感與電磁 2 電晶體放大電路 3

直流暫態 2 串級放大電路 2

交流電 2 場效電晶體 2

基本交流電路 3 場效電晶體放大電路 2

交流電功率 1 運算放大器 3

諧振電路 3 基本振盪電路 3

Page 22: 104統測試題 電機與電子群-專(一)電子學、基本電學

交流電源 2

合  計 25 合  計 25


Top Related