普考申論題
114年
[電力工程] 電子學概要
第 四 題
四、如圖四所示二極體-電晶體邏輯（DTL）電路，其中電晶體參數為β = 25，VBE(on) = 0.7 V，VBE(sat) = 0.8 V，VCE(sat) = 0.1 V，所有二極體的切入電壓Vγ = 0.7 V，試分別求出當輸入電壓⑴vI = 0.1 V時及⑵vI = 2.5 V時，電路中的電流i1及電壓vo。（25 分）
📝 此題為申論題
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本題為二極體-電晶體邏輯（DTL）的基礎分析。解題關鍵在於根據輸入電壓的高低，先假設二極體的導通與截止狀態，接著以節點電壓分析法求出節點電位；最後再利用基極電流大小判斷電晶體是處於截止區還是飽和區，從而求出對應的電流與輸出電壓。
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【解題關鍵】分析 DTL 電路時，需根據輸入電壓高低假設二極體導通狀態以決定節點電壓，進而判斷電晶體操作於截止區或飽和區，並以 KVL/KCL 進行數值計算。 【解答】 設二極體 $D_1$ 陽極、$D_2$ 陽極與電阻 $R_1$ 相接之節點為 $X$，其節點電壓令為 $V_X$。
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DTL 邏輯電路分析
💡 藉由輸入電壓控制二極體與電晶體的開關狀態，實現邏輯反向運算。
| 比較維度 | 輸入低電位 (0.1V) | VS | 輸入高電位 (2.5V) |
|---|---|---|---|
| D1 狀態 | 順向偏壓導通 | — | 逆向偏壓截止 |
| Qo 工作區 | 截止區 (OFF) | — | 飽和區 (SAT) |
| 輸出電壓 Vo | 高電位 VCC | — | 低電位 VCE(sat) |
| 電流 i1 流向 | 流向輸入端 Vi | — | 流向基極 IB |
💬DTL 電路透過輸入電壓切換電晶體於截止與飽和區，達成邏輯反向器之功能。
