民國115年 高考三級 電力工程 電路學與電子學
第4題
如下圖,假設BJT 操作在主動區(Active region),其BJT 參數為β , T V 25 mV , A V V ,導通時 BE V 0.7 V ,飽…
題目
如下圖,假設BJT 操作在主動區(Active region),其BJT 參數為β , T V 25 mV , A V V ,導通時 BE V 0.7 V ,飽和區 CE V 0.2 V ,主動 區 CE V 0.2 V 。 求此電路在極高頻時,小訊號增益 o sig( ) v /v V/V 為何?(15 分) 在不會進入飽和區的前提下, R 的最大值為何?(10 分)
參考解答(AI 生成,非官方)
- 一、直流工作點:I_B = (V_BB − 0.7)/R_B,I_C = βI_B,V_CE = V_CC − I_C(R_C+R_E);主動區(active region)條件為 V_CE ≥ 0.2 V。因 β、V_CC 與各電阻值未於題面完整呈現,僅能列式討論。
- 二、高頻小訊號增益:高頻時耦合與旁路電容視為短路,C_π 與 C_μ 的影響併入極點,中頻增益 A_v = −gm(R_C∥r_o),其中 gm = I_C/V_T = I_C/25 mV,r_o = V_A/I_C = ∞,故 A_v ≈ −gmR_C;以 I_C(mA)、R_C(kΩ) 表示時 A_v ≈ −40 I_C R_C。
- 三、輸入端分壓:v_o/v_sig = −gm(R_C∥r_o)·(R_B∥r_π)/(R_sig + R_B∥r_π),r_π = βV_T/I_C = β/gm。若 R_sig 甚小,分壓近似為 1,增益退化為 −gmR_C;否則須一併計入。
- 四、R 之上限:為免進入飽和區,須 V_CE = V_CC − I_C(R_C+R_E) ≥ 0.2 V,臨界時 I_C = (V_CC − 0.2)/(R_C+R_E),故 R_max = (V_CC − 0.2)/I_C − R_C(若 R 指射極電阻)。設計時應以 β 最小值估算 I_C 以確保裕度。
- 五、檢核與提醒:須同時確認 I_B 足以導通、I_C < βI_B 且 V_CE > 0.2 V;溫度上升使 I_C 增大、V_CE 下降,實務上宜保留 10%~20% 裕度。由於 β、V_CC 與電阻值缺漏,題目資料缺漏,無法得出唯一數值。
AI 依官方試題文字產生的參考解答,非考選部公告答案,內容僅供備考參考。