Q38.
下列各邏輯電路元件，何者消耗功率最低？
工業電子 · 丙級 · 數位系統 · Q38
難易度分析
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本題考察各種邏輯電路家族的基礎電氣特性差異，需要考生針對不同半導體製程與電流傳導機制進行概念對比。由於選項涵蓋了多種常見的邏輯閘架構，必須清楚掌握各架構在靜態與動態運作下的能耗表現，方能精確區分出功耗最低的選項。
正確答案：②CMOS
② CMOS:CMOS（互補式金屬氧化物半導體）採用 P 通道與 N 通道 MOSFET 配對設計，靜態時僅有極小的漏電流，功耗主要來自切換時的動態電容充放電，故為所有邏輯家族中功耗最低者。
錯誤選項解析
- ① TTL:TTL（電晶體-電晶體邏輯）使用雙極性電晶體結構，無論在切換或靜態狀態下均有持續的基極電流流過，因此功耗相對較高。
- ③ ECL:ECL（射極耦合邏輯）以非飽和區操作實現高速切換，但電路中始終有恆定電流流過差動對，導致其功耗為所有邏輯家族中最高。
- ④ DTL:DTL（二極體-電晶體邏輯）為早期邏輯家族，輸入端使用二極體網路搭配電晶體輸出級，存在靜態偏壓電流，功耗高於 CMOS。
Learning Tip
"此類題型常考各邏輯家族的功耗與速度特性比較。注意 CMOS 的優勢在於低功耗與高雜訊容忍度，但速度不及 ECL；而 TTL 介於兩者之間。實務上需依速度-功耗乘積（Power-Delay Product）選擇適合的邏輯家族，避免僅以單一參數判斷。"
學員答題分佈
①TTL0%
②CMOS0%
③ECL0%
④DTL0%
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！