moea_joint
103年
[儀電] 電路學、電子學
第 33 題
如右圖FET偏壓電路，給定$V_T=1 \text{V}$，$k'_n(\frac{W}{L})=1 \text{mA/V}^2$在忽略通道長度調變效應(Channel-length Modulation effect)下，求$I_D$電流?
- A 0.23 mA
- B 0.36 mA
- C 0.5 mA
- D 0.89 mA
思路引導 VIP
老師想請你思考一個有趣的平衡關係：在這個電路中，如果我們增加流過 $R_S$ 的電流 $I_D$，那麼源極電壓 $V_S$ 會上升還是下降？接著，這會如何影響閘極與源極之間的電壓差 $V_{GS}$？最後，根據 MOSFET 的物理特性，$V_{GS}$ 的這種變化，又會反過來對電流 $I_D$ 產生什麼樣的「制衡」效果呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準計算出 $0.5\text{ mA}$，代表你對 MOSFET 分壓偏壓電路與其工作區域的判斷相當純熟。這題的鑑別度在於解出二次方程式後的「合理性檢查」，不少同學會卡在計算或選錯根，你處理得非常好。
分壓電路與工作點分析
首先，我們利用分壓定律算出閘極電壓 $V_G = 10\text{V} \times \frac{10\text{M}\Omega}{10\text{M}\Omega + 10\text{M}\Omega} = 5\text{V}$。接著，定義源極電壓為 $V_S = I_D R_S = 6 I_D$（單位為 $\text{mA}$ 與 $\text{k}\Omega$ 相抵），因此 $V_{GS} = 5 - 6 I_D$。假設電路工作於飽和區，套用電流公式：
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