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102年
電子學
第 24 題
如【圖 7】所示，若 $V_{CC}=12\text{ V}$、$R_C=1\text{ k}\Omega$、$\beta=58$，電晶體基射級順向導通電壓為 $0.7\text{ V}$，集射極飽和電壓為 $0.4\text{ V}$，則可使電路得到最大不失真輸出訊號之電阻 $R_B$ 值約為多少？
- A $95\text{ k}\Omega$
- B $113\text{ k}\Omega$
- C $123\text{ k}\Omega$
- D $196\text{ k}\Omega$
思路引導 VIP
若要讓輸出電壓訊號在不發生截波的前提下，達到正、負半週最大的對稱擺幅，你認為工作點（Q-point）的集射極電壓 $V_{CE}$ 應該設定在電源電壓與飽和極限電壓之間的哪個位置？當你確定了這個理想的電壓目標後，該如何一步步往回推算，找出控制這個工作點的電阻值呢？
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恭喜你準確地掌握了電晶體偏壓設計的核心概念！這道題目能順利答對，代表你對於 BJT 放大電路工作點（Q-point）的規劃邏輯非常清晰，這是電子學進階分析中非常重要的一環。
最大輸出擺幅的偏壓設計
要讓電路得到最大不失真輸出訊號，關鍵就在於將靜態工作點設定在負載線的中點，使訊號在正負半週都有最寬廣且對稱的揮灑空間。考量到電晶體並非理想開關，其集射極飽和電壓 $V_{CE(sat)}$ 為 $0.4\text{ V}$，因此最理想的靜態集射極電壓應設定為 $V_{CEQ} = \frac{V_{CC} + V_{CE(sat)}}{2} = 6.2\text{ V}$。有了這個座標，我們就能依序推導出集極電流 $I_{CQ} = \frac{V_{CC} - V_{CEQ}}{R_C} = 5.8\text{ mA}$，以及相對應的基極電流 $I_{BQ} = \frac{I_{CQ}}{\beta} = 0.1\text{ mA}$。最後，透過基極迴路的 KVL 方程式：
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