113 地方特考四等 電信工程 電子學概要 考古題詳解

核心觀念

此題考查 BJT 共射極偏壓電路的直流工作點分析。基極電流由 $R_B$ 提供，射極電流與集極電流關係為

且

輸出端 $V_o$ 位於集極，因此

解題方法

沿著 $10\text{ V}$ 電源、$R_B$、基極—射極接面及 $R_E$ 寫電壓迴路方程：

代入 $I_E=(\beta+1)I_B$：

因此

集極電流為

核心觀念

本題考查 JFET 直流偏壓電路：

• 直流時，耦合電容 $C_1$、$C_2$ 視為開路。
• JFET 閘極電流近似為零，因此 $R_1$、$R_2$ 形成無負載分壓器。
• 源極電壓由源極電阻 $20\,\text{k}\Omega$ 決定。
• $V_{GS}=V_G-V_S$。

題目給出的 $V_{GS(\mathrm{off})}$ 在本題中不需直接使用，因為 $I_D$ 已經給定。

解題方法

直流時，輸出端的 $20\,\text{k}\Omega$ 負載因 $C_2$ 隔離，不影響直流工作點。

源極電壓為

由

可得閘極電壓

閘極分壓電路為

核心觀念

本題考查理想二極體的導通／截止判斷，以及二極體電路的輸入—輸出轉換特性。

圖中 $5\text{ V}$ 電壓源使二極體右端電位在截止時固定為 $5\text{ V}$。理想二極體特性為：

• 導通：二極體電壓為 $0$，相當於短路。
• 截止：二極體電流為 $0$，相當於開路。

解題方法

設二極體左端為陽極、右端為陰極。

1. 二極體截止

截止時，二極體電流為零，因此 $1\text{ k}\Omega$ 電阻沒有電流，電阻壓降為零，故輸出端電壓為

截止條件為陽極電壓不高於陰極電壓：

因此：

2. 二極體導通

當

時，二極體導通。理想二極體相當於短路，因此

此時電流經由二極體及 $1\text{ k}\Omega$ 電阻流向 $5\text{ V}$ 電源，導通條件成立。

所以輸入輸出關係為

核心觀念

本題為「單相全波橋式整流器加電容濾波」：

1. 理想二極體導通時，電容充電至變壓器二次側電壓峰值。
2. 二極體截止期間，電容經負載電阻放電，形成漣波電壓。
3. 全波整流後，漣波頻率為輸入交流頻率的兩倍。

輸入電壓為

因此

全波整流後的漣波頻率為

解題方法

一、求變壓器二次側電壓峰值

電容濾波整流器的平均輸出電壓近似為

題目給定

代入：

二、求電容值 $C$

負載平均電流為

電容濾波電路的漣波峰對峰值公式為

因此