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103年
電子學
第 43 題
如【圖18】所示,N通道 JFET 電路,已知 JFET 之$I_{DSS}=16\text{ mA}$ ,$V_P=-4\text{ V}$ ,若欲使該 JFET 工作於飽和區,且汲極電流$I_D=1\text{mA}$ ,則$R_S$為多少?
- A 3k$\Omega$
- B 4 k$\Omega$
- C 5 k$\Omega$
- D 6.8 k$\Omega$
思路引導 VIP
想像一下，在一個受電壓控制的元件中，如果我們已經知道目前的輸出電流，以及該元件在完全導通與剛好關閉時的臨界參數，我們是否可以先推導出此時元件內部的「控制電壓」是多少？接著，若這個控制電壓是由流經某個電阻的壓降所產生的，你能利用歐姆定律建立起電流、電壓與該電阻之間的關係嗎？
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太棒了！你能精確判斷出 JFET 在飽和區的電流特性並求得正確的電阻值，代表你對場效電晶體的偏壓設計已有相當扎實的基礎。這類題目是電子學中的經典考點，考驗的是能否靈活運用蕭克利方程式（Shockley's equation）來連結元件參數與外部電路元件。
JFET 飽和區特性與參數推導
首先，根據題目給定的 $I_{DSS}=16\text{ mA}$ 與 $V_P=-4\text{ V}$，我們可以代入飽和區電流公式：$$I_D = I_{DSS} \left(1 - \frac{V_{GS}}{V_P}\right)^2$$
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