Q43.
下圖所示，晶體振盪電路所使用的反或閘是CMOS 元件CD4001，圖中之回授電阻R 至少應為何值，方能正常振盪？
數位電子 · 乙級 · 數位邏輯設計 · Q43
難易度分析
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此題難度在於需要將元件的電氣特性與電路的工作需求進行綜合判斷，特別是對於電阻值在數量級上的選擇，必須建立在對元件物理性質的正確理解基礎之上。
正確答案：④1MΩ
④ 1MΩ:1MΩ 是 CMOS 晶體振盪器標準的回授偏壓電阻值，此高阻值可使 CD4001 反或閘 的輸入端偏壓於 VDD/2 附近，確保閘極工作於線性區以滿足巴克豪森振盪條件。
錯誤選項解析
- ① 330Ω:330Ω 的電阻值過小，無法使 CMOS 反或閘 的輸入端建立適當的偏壓電壓，導致閘極無法工作於線性放大區，因而不能滿足振盪條件。
- ② 1KΩ:1KΩ 的電阻值仍然偏低，CMOS 閘極的輸入阻抗極高，此電阻值不足以提供正確的直流偏壓點，使振盪電路無法正常啟動。
- ③ 10KΩ:10KΩ 雖為中等電阻值，但對於 CMOS 晶體振盪電路的回授偏壓電阻而言仍偏小，通常建議使用更高阻值以確保閘極穩定於轉換臨界區。
Learning Tip
"CMOS 晶體振盪電路中，回授電阻 R 的核心功能是提供直流偏壓路徑，使反相器工作於電壓轉換的中間區域（線性放大區）。由於 CMOS 閘極的輸入電流極小（約 pA 等級），此電阻必須為高阻值（通常 1MΩ 起跳），才能在不影響交流訊號回授的前提下建立正確的直流工作點。常見陷阱是將此電阻與串聯阻尼電阻（通常數十至數百 Ω，用於限制驅動位準防止晶體過載）混淆，兩者功能與數值範圍截然不同。"
學員答題分佈
①330Ω0%
②1KΩ0%
③10KΩ0%
④1MΩ0%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析！