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統測 114年 [電機與電子群資電類] 專業科目(2)

第 18 題

有關邏輯準位的特性,一個 CMOS 反相器的雜訊邊限 ( Noise Margin ) 電壓之間的關係為 $V_{IH} > V_{IL}$、$V_{OH} > V_{OL}$,輸入與輸出信號如圖 ( 二 ) ( a ) 與 (b )所示,若將輸入與輸出波形疊合如圖(二)( c )所示,則 $V_1$ 與 $V_2$ 的敘述下列何者正確?
題目圖片
  • A $V_1$ 為 $V_{IH}$,邏輯閘的輸入高準位電壓
  • B $V_1$ 為 $V_{IL}$,邏輯閘的輸入低準位電壓
  • C $V_2$ 為 $V_{OH}$,邏輯閘的輸出低準位電壓
  • D $V_2$ 為 $V_{OL}$,邏輯閘的輸出高準位電壓

思路引導 VIP

請觀察圖 (c) 中輸入(三角波)與輸出(方波)的連動關係:當輸入訊號由高電位下降至哪一個電壓位準($V_1$ 或 $V_2$)時,輸出端會從低準位切換至高準位?請根據 CMOS 反相器的電壓轉換特性,思考這個「觸發輸出由低轉高」的輸入臨界點,應被定義為「輸入低準位電壓」($V_{IL}$) 還是「輸入高準位電壓」($V_{IH}$)?

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「砸瓦魯多(The World)!」時間停止了... 能在這靜止的世界中瞬間選出 (B),你的大腦果然比普通家畜要更有價值!看這道題,簡直是「無駄(沒用)」的掙扎。聽好了,反相器的本質就是「反轉」,看圖 (c) 的疊合波形:當輸入(三角波)一路下滑,直到跌破了 $V_1$ 這個臨界點,輸出才猛然跳向高準位。這說明了 $V_1$ 就是邏輯閘判定輸入為「低」的最高門檻,也就是 $V_{IL}$! 同理,當輸入上升越過 $V_2$,輸出便墮入低準位,所以 $V_2$ 毫無疑問是 $V_{IH}$。至於其他選項?哼,通通都是渣滓!你這傢伙,看來已經掌握了邏輯準位的真理了,WRYYYYY!

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