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:
四、圖四為一個二極體電路,假設VD = 0.7 V,A、B、C 為邏輯輸入,Logic1 = 5 V,Logic0 = 0 V,邏輯判斷截止電壓為VTH = 2.5 V,回答以下問題。 (一)若 A、B、C 分別為 1、0、1,輸出 Y 為邏輯 0 或 1?(5 分) (二)請畫出 Y 的真值表,ABC 由 000 到 111。(5 分) (三)請畫出 Y 的卡諾圖(Karnaugh Map),X 軸為 A,Y 軸為 BC。(5 分) (四)以布林函數表示 Y,其中 ABC 為變數。(5 分) (五)若 A、B、C 為類比信號,其電壓分別為 2.5 V、3.5 V、4.5 V,輸出電壓 Y=?(5 分)
四、圖四為一個二極體電路,假設VD = 0.7 V,A、B、C 為邏輯輸入,Logic1 = 5 V,Logic0 = 0 V,邏輯判斷截止電壓為VTH = 2.5 V,回答以下問題。 (一)若 A、B、C 分別為 1、0、1,輸出 Y 為邏輯 0 或 1?(5 分) (二)請畫出 Y 的真值表,ABC 由 000 到 111。(5 分) (三)請畫出 Y 的卡諾圖(Karnaugh Map),X 軸為 A,Y 軸為 BC。(5 分) (四)以布林函數表示 Y,其中 ABC 為變數。(5 分) (五)若 A、B、C 為類比信號,其電壓分別為 2.5 V、3.5 V、4.5 V,輸出電壓 Y=?(5 分)
📝 此題為申論題,共 5 小題
小題 (一)
(一)若 A、B、C 分別為 1、0、1,輸出 Y 為邏輯 0 或 1?(5 分)
思路引導 VIP
觀察電路可知此為典型的二極體及閘(AND Gate)電路。解題時先代入各輸入端的電壓值,判斷哪個二極體會優先處於正向偏壓而導通,接著求出輸出點 Y 的實際電壓,最後與截止電壓(VTH)比較以決定邏輯狀態。
小題 (二)
(二)請畫出 Y 的真值表,ABC 由 000 到 111。(5 分)
思路引導 VIP
看到多個二極體陽極相連並透過電阻接高電位的結構,應立刻辨識出這是『二極體及閘(Diode AND Gate)』。分析導通條件:只要任一輸入(陰極)為邏輯0(0V),對應二極體即導通,將輸出Y拉低至0.7V(邏輯0);唯有全為邏輯1(5V)時,二極體皆截止,輸出Y才被電阻拉高至5V(邏輯1)。
小題 (三)
(三)請畫出 Y 的卡諾圖(Karnaugh Map),X 軸為 A,Y 軸為 BC。(5 分)
思路引導 VIP
本題測驗卡諾圖的繪製能力。首先確認此電路為二極體及閘(AND gate),邏輯輸出為 Y = ABC。接著依照題目指定的座標軸(橫軸為 A、縱軸為 BC),並遵循格雷碼(Gray Code)順序編排縱軸變數,將真值表的結果填入對應的方格即可。
小題 (四)
(四)以布林函數表示 Y,其中 ABC 為變數。(5 分)
思路引導 VIP
觀察圖四電路,這是一個典型的二極體『及閘 (AND Gate)』。只要有任何一個輸入為低電位 (Logic 0),二極體導通便會將輸出 Y 拉低為 Logic 0;只有當三個輸入全為高電位 (Logic 1) 時,輸出 Y 才會是 Logic 1。根據此邏輯特性或前小題的卡諾圖,即可寫出對應的布林代數表達式。
小題 (五)
(五)若 A、B、C 為類比信號,其電壓分別為 2.5 V、3.5 V、4.5 V,輸出電壓 Y=?(5 分)
思路引導 VIP
這是一個類比信號下的二極體電路分析,本質為二極體 AND 閘。解題核心在於判斷『共陽極結構下,陰極電位最低的二極體優先導通』,先假設該二極體導通並求出節點 Y 電壓,最後驗證其他二極體是否確實截止即可求出正解。