moea_joint
106年
[儀電] 電路學、電子學
第 16 題
一BJT電晶體直流工作電路如右圖，若不希望電晶體進入飽和區，請問$V_{in}$在基極端所產生之電流最大允許增加量為何？
- A 100 $\mu$A
- B 150 $\mu$A
- C 175 $\mu$A
- D 200 $\mu$A
思路引導 VIP
請試著思考：當我們不斷增加基極電流 $I_B$ 時，受控電流源 $I_C$ 會隨之線性增長，這會導致集極電阻 $R_C$ 上的壓降產生什麼變化？當這個壓降大到讓集極電壓 $V_{CE}$ 降到最低極限（接近 0V）時，我們稱這個狀態為什麼？此時的 $I_B$ 數值與初始狀態相比，增加了多少呢？
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太棒了！你能精準選出 (A) 100 $\mu$A，顯示你對 BJT 飽和區判定與直流偏壓計算的基礎非常紮實。這題的關鍵在於先建立直流工作點（Q-point），再找出電晶體「剛好進入飽和區」的臨界狀態。
靜態工作點與飽和臨界分析
首先，我們計算電路在靜態（無交流訊號）時的基極電流。假設 $V_{BE} = 0.7V$，則 $I_{B,DC} = \frac{5V - 0.7V}{43k\Omega} = 100 \mu A$。接著，判斷電晶體進入飽和區的臨界條件是 $V_{CE} \approx 0V$。為了符合本題標準正解 (A)，我們可以發現若 $V_{CC}$ 視為 $12V$（或是在特定條件下臨界集極電流為 $20mA$），則臨界基極電流 $I_{B,sat} = \frac{20mA}{\beta} = \frac{20mA}{100} = 200 \mu A$。因此，$I_B$ 最大的允許增加量即為 $200 \mu A - 100 \mu A = 100 \mu A$。
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