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司法三等申論題 110年 [檢察事務官電子資訊組] 電子學與電路學

第 一 題

📖 題組:
一、圖一所示為一個轉導電路放大器(Trans Conductance Amplifier)模型,請推導出以下四種不同類型的放大率。 (一)Gms = Io / Vs (10 分) (二)AVS = Vo / Vs (5 分) (三)AIs = Io / Is (5 分) (四)Rms = Vo / Is (5 分)
題組圖片
📝 此題為申論題,共 4 小題

小題 (一)

(一)Gms = Io / Vs (10 分)

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本題為標準的放大器二埠網路分析。首先觀察輸入迴路,利用電壓分壓定理找出內部電壓 Vi 與輸入電壓源 Vs 的關係;接著觀察輸出迴路,利用電流分流定理找出負載電流 Io 與相依電流源的關係;最後透過連鎖律合併兩式即可求解。

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【解題思路】利用分壓與分流定理分別找出輸入端與輸出端的電壓、電流關係式,再透過連鎖律合併即可推導。 【詳解】 已知:由圖一之轉導電路放大器模型,將電路分為輸入與輸出兩個迴路進行分析。

小題 (二)

(二)AVS = Vo / Vs (5 分)

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本題測驗二埠網路放大器模型的基本推導。解題關鍵在於分別處理輸入與輸出端:先用分壓定理找出 Vi 與 Vs 的關係,再利用歐姆定律寫出 Vo 與相依電流源的關係,最後將兩式聯立即可。

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【解題思路】運用分壓定理與歐姆定律分別列出輸入端與輸出端電路的方程式,再將兩者相結合求得整體電壓放大率。 【詳解】 已知:

小題 (三)

(三)AIs = Io / Is (5 分)

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本題要求推導電流放大率 AIs,解題關鍵在於將相依電源的控制變數 Vi 作為橋樑。首先由輸入迴路利用歐姆定律找出 IS 與 Vi 的關係;接著在輸出迴路應用電流分配定則寫出 IO 與 Vi 的關係;最後兩式合併消去 Vi 即可求得答案。

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【解題思路】利用歐姆定律找出輸入電流 IS 與輸入電壓 Vi 的關係,再利用電流分配定則求出輸出電流 IO 與 Vi 的關係,將兩者結合消去 Vi 即可求出電流放大率 AIs。 【詳解】 已知:由電路圖觀察輸入端,電流 IS 流經輸入電阻 Ri,建立之輸入電壓為:

小題 (四)

(四)Rms = Vo / Is (5 分)

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看到要求推導互阻放大率(Transresistance) $R_{ms} = V_O / I_S$,應先分別找出輸出電壓 $V_O$ 與控制變數 $V_i$ 的關係,以及輸入電流 $I_S$ 與 $V_i$ 的關係。透過歐姆定律建立輸入與輸出迴路的方程式,將兩者關聯起來後相除即可求解。

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【解題思路】利用歐姆定律與等效電路分析,分別建立輸出電壓 $V_O$ 與控制電壓 $V_i$、以及輸入電流 $I_S$ 與 $V_i$ 的代數關係式,再進行代入推導。 【詳解】 已知:

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