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普考申論題 113年 [電力工程] 電子學概要

第 一 題

📖 題組:
三、
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

已知某個積體電路儀表(IC instrument)放大器之參數:閉環路電壓增益(Acl)為 500,R1=R2=25 kΩ,試求外部增益設定電阻(RG)值。(12 分)

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本題考查積體電路儀表放大器(Instrumentation Amplifier, INA)的標準增益公式。考生必須回憶由三顆運算放大器組成的標準儀表放大器之電壓增益公式:$A_{cl} = (1 + 2R_1/R_G) \times (差動級增益)$。通常在IC儀表放大器中,後端的差動級增益被設計為1,因此總增益主要由第一級決定。只要熟記公式 $A_{cl} = 1 + 2R_1/R_G$,將已知數值代入即可求得 RG。

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【考點分析】 本題考查積體電路儀表放大器(Instrumentation Amplifier)閉迴路電壓增益之計算,及外部增益設定電阻 $R_G$ 之設計原理。 【理論/法規依據】

小題 (二)

已知某一個運算互導放大器(OTA)的增益(gm)為 1000 μS,當其輸入電壓(Vin)為 25 mV 時,試求其輸出電流(Iout)值。(13 分)

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本題測驗的是對「運算互導放大器(Operational Transconductance Amplifier, OTA)」基本特性的了解。OTA 是一種電壓控制電流源(VCCS),其核心公式為 $I_{out} = g_m \times V_{in}$。考生只需要把題目給的轉導(gm)和輸入電壓(Vin)相乘即可。唯一的陷阱在於單位的換算:微西門子(μS)是 $10^{-6}$,毫伏(mV)是 $10^{-3}$,乘積的單位要注意標示正確。

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【考點分析】 本題測驗運算互導放大器(Operational Transconductance Amplifier, OTA)的基本概念及轉導(Transconductance)公式的應用。 【理論/法規依據】

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