課程名稱︰數位電子學 課程性質︰系必修 課程教師︰顧孟愷 開課學院：電機資訊學院 開課系所︰資訊工程學系 考試日期（年月日）︰2011/04/25 考試時限（分鐘）：140 是否需發放獎勵金：是 （如未明確表示，則不予發放） 試題 : Instructor: Mong-Kai Ku 4/25/2011 Grading: Total 100 points 1.(20%) Use voltage and current division to find V1, V2, I2, I3 in the circuit in Fig.1 if V = 18V, R1 = 56kΩ, R2 = 33kΩ, and R3 = 11kΩ. 　　　　　　＋　V1　－ 　　┌────﹌﹌﹌────●───────┐ 　　│　　　　　　　　　　　│　　　　　　　│ 　　│　　　　　　　　　　　↓I2　　＋　　　↓I3 ┌─┴─┐　　　　　　　　　│　　　　　　　│ │　＋　│　　　　　　　　　│　　　　　　　│ │　　　│V　　　 　　　　　§　　　　　　　§ │　　　│　　　　　　　　R2§　　　V2　　　§R3 │　－　│　　　　　　　　　§　　　　　　　§ └─┬─┘　　　　　　　　　│　　　　　　　│ 　　│　　　　　　　　　　　│　　　－　　　│ 　　│　　　　　　　　　　　│　　　　　　　│ 　　└───────────●───────┘ 　　　　　　　　　　　Fig. 1 2.(30%) Find the Q-point for the diodes in the curcuit in Fig.2. (a) Using the ideal diode model (b) Using the constant voltage drop model with V_on = 0.6V (c) Explain the difference in (a) and (b). 　　　　　　　　○ 　　　　　　　　│0V 　　　　　　　　│ 　　　　　　　─┴─ 　　　　　　　╲　╱ 　　　　　　　─┬─ -5V　　 　　　　│　4.7KΩ　　　4.7KΩ　│╱│　+12V ○──﹌﹌﹌──●─﹌﹌﹌─●─﹌﹌﹌─┤　├──○ 　　　4.7KΩ　　　　　　　　│　　　　　│╲│ 　　　　　　　　　　　　　─┴─ 　　　　　　　　　　　　　╱　╲ 　　　　　　　　　　　　　─┬─ 　　　　　　　　　　　　　　│ 　　　　　　　　　　　　 +5V│ 　　　　　　　　　　　　　　○ 　　　　　　　　　　　　　Fig.2 3.(25%) A silicon wafer is uniformly doped with 5 * 10^16 phosphorus atoms/cm^3 and 6 * 10^16 boron atoms/cm^3. Find the eletron and hole concentrations, the electron and hole mobilities, and the resistivity of this silicon material at 300K. Is this material n- or p-type? 　　　　　　　　　　1270 μ_n = 92 + ─────────── 　　　　　　　　　　　N_T 　　　　　　1 + (──────)^0.91 　　　　　　　　　1.3 * 10^17 　　　　　　　　　　447 μ_p = 48 + ─────────── 　　　　　　　　　　　N_T 　　　　　　1 + (──────)^0.76 　　　　　　　　　6.3 * 10^16 （Fig.3 是一張與上二式對應的坐標平面圖，省略） 4.(25%) Fig.4 is a single loop circuit containing a 20-V source supplying current to a Zener diode with a reverse breakdown voltage of 5V. Find the Q-point for the diode. (a) Using load-line analysis (b) Using the piecewise linear model 　　　　　　　　　　5KΩ　　　　I_Z 　　┌──────﹌﹌﹌────→────┐ 　　│　　　　　　　　　　　　　　　　　　│ 　　│　　　　╭────────╮　　　　│ ┌─┴─┐　　│　　　　　　　　│－　　　│ │　＋　│　　│　　　　　　　　│　　　┌┴┘ │　　　│20V │　　　　　　　　│V_D 　╱　╲ V_Z = 5V │　－　│　　│　　　　　　　　│　　　─┬─ R_Z = 100Ω └─┬─┘　　│　　　I_D 　　　│＋　　　│ 　　│　　　　╰────→───╯　　　　↑I_D 　　│　　　　　　　　　　　　　　　　　　│ 　　└──────────────────┘ Fig.4 Curcuit containing a Zener diode with V_Z = 5V and R_Z = 100Ω --

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