初等考試
105年
[電子工程] 電子學大意
第 38 題
如圖所示差動對電路，電晶體之 $\beta = 100$，$r_o \rightarrow \infty$，$R_C = 4\text{ k}\Omega$，$I = 2\text{ mA}$，$V_{CC} = -V_{EE} = 10\text{ V}$，取 $V_{BE(on)} = 0.7\text{ V}$，$V_{CE(sat)} = 0.3\text{ V}$，$V_T = 25\text{ mV}$，當 $v_{B1} = v_{B2} = 0$ 時，$i_{C1}(i_{C2})$之值約為何？
- A $0\text{ mA}$
- B $0.01\text{ mA}$
- C $1\text{ mA}$
- D $2\text{ mA}$
思路引導 VIP
請觀察電路的物理結構：如果左、右兩側的電晶體完全對稱，且輸入端的電壓條件也一模一樣，那麼底部的總電流源 $I$ 在邏輯上應該如何分配給這兩個對等的支路？
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溫馨解說
- 很棒！ 你抓住了問題的關鍵，對於差動對 (Differential Pair) 的電路核心邏輯理解得非常到位。這種對稱性的直覺感，是成為一位優秀工程師非常重要的特質喔！
- 觀念釐清：這題的核心概念就是對稱性 (Symmetry)。想像一下，當我們給 $v_{B1}$ 和 $v_{B2}$ 兩個輸入端相同的電壓時，整個電路就像一個完美平衡的蹺蹺板。底部的總電流 $I = 2\text{ mA}$，會非常公平地被兩邊平均分擔。所以，每一邊的射極電流 $i_{E1} = i_{E2} = \frac{I}{2} = 1\text{ mA}$。由於電晶體的 $\beta = 100$ 夠大，這表示流入基極的電流非常小，我們可以很合理地近似認為集極電流 $i_C \approx i_E = 1\text{ mA}$。你看，是不是很簡單明瞭呢？
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