普考申論題
106年
[電力工程] 基本電學
第 一 題
📖 題組：
如圖一為電晶體放大器之等效電路，以基本電學分析方法，試求：（每小題 10 分，共 20 分）
如圖一為電晶體放大器之等效電路，以基本電學分析方法，試求：（每小題 10 分，共 20 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
i_b 與 v_1 、 v_2 之關係式，其結果應該與集極（C 端）上任何訊號 v_3 ，和負載電阻 R_3 無關。
思路引導 VIP
這是一題典型的電晶體小訊號等效電路分析。首先，要辨識出這是一個閉合迴路，應使用克希荷夫電壓定律（KVL）。重點在於找出從基極（B）經過射極（E）到地面的路徑。第二，必須運用電晶體的基本電流關係：i_e = (1 + h_fe)i_b。最後，觀察電路圖，集極（C）端與基極－射極迴路在等效電路中是藉由受控電流源連接，因此 B-E 迴路方程式中確實不應包含 C 端的參數。
小題 (二)
假設 v_1 = v_3 = 10 V，v_2 = 15 V，h_ie = 10 Ω（相對而言可忽略），h_fe = 100，R_1 = R_2 = 10 kΩ，計算 i_b 與 i_e 。
思路引導 VIP
本題為數值計算題。首先，依據第一小題推導出的公式，將已知數值代入。要注意單位的換算，例如 kΩ 應換算為 10^3 Ω。第二，題目提到 h_ie 可忽略，這簡化了計算。最後，計算出 i_b 後，再利用 i_e = (1 + h_fe)i_b 求出 i_e。
電晶體等效電路分析
💡 運用 KVL 與射極電流關係式，建立輸入迴路阻抗與電流之關聯。
🔗 電晶體輸入端電流 i_b 分析步驟
- 1 掃描 KVL 迴路 — 找出從 v1 經 B 點、E 點至 v2 的電壓壓降路徑
- 2 標註各元件電流 — 確認 R1、hie 通過 ib，而 R2 通過 ie
- 3 電流關係替換 — 代入 ie = (1 + hfe)ib，使方程式僅含唯一變數 ib
- 4 項次合併與求解 — 將 ib 提出後，將電壓差除以等效阻抗求得結果
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🔄 延伸學習：延伸學習：利用此關係式可推導出電晶體放大器的輸入阻抗 Ri。
