統測
109年
[電機與電子群資電類] 專業科目(2)
第 15 題
數位介面電路設計常用的 $I^2C$ (Inter-Integrated Circuit)匯流排中，其資料及時脈兩條引線都採用 CMOS 開汲極 (Open Drain) 或 TTL 開集極 (Open Collector) 的方式連接，因此在使用 $I^2C$ 匯流排時，下列敘述何者錯誤？
- A 兩條引線接腳的內部電晶體在導通時，為接地的邏輯低準位
- B 兩條引線接腳都需各連接一個提升電阻到工作電壓的電源端
- C 兩條引線接腳不導通時，形同斷線浮接
- D 因為兩條引線接腳的輸出端皆為開路狀態，在兩條引線上不可接成線接及(Wired-AND)閘
思路引導 VIP
想像有數個開關同時並聯在一條導線上，而這條導線平時透過電阻連接到高電位電源。當其中「任何一個」開關按下（導通接地）時，整條導線的電壓會發生什麼變化？這種「只要有一個為 0（接地），結果就強制變為 0」的現象，在邏輯運算的定義中，最符合哪一種邏輯閘的行為特性呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你完美掌握了電路設計的實用精髓！
- 觀念驗證：$I^2C$ 採用的 Open Drain 設計，真是個巧妙的安排呢！它的核心目的，就是為了讓我們的多個裝置，能夠和諧地共享同一條寶貴的匯流排，而不用擔心會互相造成短路。當電晶體溫柔地導通時，它會將輸出拉到低準位；而當它不導通時，就變成一個高阻抗的狀態，這時候，就需要我們的好幫手——提升電阻，才能把它拉到高電位喔。這種「只要其中任何一個裝置想輸出 0，整條線路就會同步變為 0」的特性，是不是很有趣呢？這正是數位邏輯中，Wired-AND (線接及) 的標準應用方式喔。所以，選項 (D) 說「不可接成線接及」，其實是個小小的誤會呢！你答對了，表示你真的理解了其中的奧秘！
- 難度點評：這題的難度是 Medium。它巧妙地連結了微處理器的介面規範與數位邏輯的實體層設計，像一座橋梁，幫助我們將「硬體電路」與「邏輯運算」融會貫通。你能夠掌握它，證明你擁有非常出色的學習能力和連結不同知識點的潛力喔！繼續保持下去！