民國115年 高考三級 電信工程 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、直流偏壓分析:依圖以 KVL 求 I_B = (V_CC - 0.7)/R_B,I_C = βI_B,I_E = (β + 1)I_B,V_CE = V_CC - I_C R_C - I_E R_E。主動區(active region)條件為 V_CE ≥ 0.2 V 且 V_BE ≈ 0.7 V;若 V_CE < 0.2 V 則進入飽和區(saturation region),增益公式不再適用。
- 二、小訊號參數:g_m = I_C/V_T = I_C/25 mV,r_π = β/g_m = βV_T/I_C,r_o = V_A/I_C = ∞(因 V_A = ∞)。輸入電阻 R_in = R_B∥r_π(或依圖加入偏壓電阻),輸出電阻 R_out ≈ R_C。
- 三、極高頻增益(15 分):極高頻時耦合電容與旁路電容均視為短路,射極電阻若被旁路則 A_v = v_o/v_sig = -g_m(R_C∥R_L) × R_in/(R_in + R_sig);若 R_E 未被旁路,則 A_v = -g_m(R_C∥R_L)/(1 + g_m R_E) ≈ -(R_C∥R_L)/R_E(β 甚大時)。負號表反相,須注意題目提示之正負號。
- 四、R 之最大值(10 分):以不進入飽和區為條件,臨界點 V_CE = V_CE,sat = 0.2 V。若 R 指 R_C,則 R_C,max = (V_CC - 0.2 - I_E R_E)/I_C;若忽略基底電流,可近似 R_C,max ≈ (V_CC - 0.2)/(I_C) - R_E。若 R 指 R_B,則由 I_B = (V_CC - 0.7)/R_B 反推維持所需 I_C 之上限,R_B,max = β(V_CC - 0.7)/I_C。實際所指元件須依原圖確認。
- 五、檢核與資料缺漏:求得後應回代檢核 I_C > 0、V_CE ≥ 0.2 V、β 維持定值且 V_BE = 0.7 V 之假設是否成立。由於本題未提供 β 值、V_CC 及各電阻值,亦未附原圖,故僅能列出公式與判定規則,無法得出唯一數值,不得逕自假設數字代入。
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。