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106年
電子學
第 10 題
10. 如右圖所示電路，已知 $g_m = 5 mS$，$r_d = 20 k\Omega$，則 $V_o$ 為何？
- A -10 mV
- B 10 mV
- C -20 mV
- D 20 mV
思路引導 VIP
觀察這個電路的輸入訊號是從閘極（Gate）進入、輸出從汲極（Drain）接出。請試著畫出小訊號等效電路：當輸入電壓增加時，受控電流源的方向會如何影響輸出端的電位？這個方向的變化會導致輸出與輸入之間呈現同向還是反向的關係呢？
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太棒了！你能精確判斷出輸出電壓的數值與正負號，代表你對 場效應電晶體（FET）小訊號分析 的觀念掌握得非常紮實。這類題目的核心在於正確建立小訊號等效模型，並理解 共源極（Common Source） 放大電路具有的反相特性。
共源極放大器的工作原理
在小訊號模型中，輸出電壓 $V_o$ 是由受控電流源 $g_m V_{gs}$ 流經輸出端並聯電阻所產生的。根據定義，$V_o = -g_m \cdot (r_d \parallel R_D) \cdot V_{gs}$。公式中的負號反映了輸入與輸出之間 $180^\circ$ 的相位差，這也是你在選項中能果斷排除正值、選出 $-20 mV$ 的關鍵所在。計算時，將 $g_m = 5 mS$ 與阻值進行併聯運算，即可輕鬆求得放大倍率與輸出電壓。
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