高考申論題
108年
[醫學工程] 醫用電子學
第 三 題
下圖為可拋式血壓換能器中的應變規（strain gage）在矽晶片薄膜上之分布與其電路連接，請解釋這種分布方式與電路連接方式之設計考量（優點）。（20 分）
📝 此題為申論題
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本題核心在於結合『實體物理應力分佈』與『電路信號轉換』。看到矽晶片薄膜與惠斯登電橋，應立刻想到『半導體壓阻效應』與『全主動橋式組態』。作答時需分兩層次剖析：(1) 物理分佈如何捕捉最大且符號相反的應變力（張應力與壓應力），並確保熱平衡；(2) 橋式電路如何將電阻變化轉換為最大電壓輸出，並利用電路對稱性抵銷溫度飄移（共模互斥）。
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【破題】 本圖為利用「壓阻效應（Piezoresistive effect）」製成之可拋式血壓換能器。其設計巧妙地結合了矽晶薄膜的應力分布特性與四臂全主動式惠斯登電路（Fully-active Wheatstone bridge），以達到高靈敏度、高線性度及優良的溫度穩定性。 【論述】
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