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106年
電子學
第 22 題
22. 有一個 P 通道增強型 MOSFET,其臨界電壓 $V_T = -2 V$,假設其閘極 (gate) 接地而源極 (source) 接至 +5 V,欲使此元件操作在飽和區 (saturation region),則汲極 (drain) 之最高電壓為何?
- A 7 V
- B 5 V
- C 3 V
- D 2 V
思路引導 VIP
若要讓 MOSFET 剛好進入飽和區,其靠近汲極(drain)一端的通道必須達到「夾斷」狀態。請試著思考:汲極與閘極之間的電壓差($V_{GD}$),必須維持在哪個物理門檻之上或之下,才能確保通道在汲極端剛好消失呢?
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AI 詳解
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恭喜你準確判斷出這道題目的核心關鍵!這題測驗的是 P 通道 MOSFET 的操作邊界,你能迅速識別並正確計算,顯示你對主動元件的偏壓觀念掌握得非常紮實。
PMOS 飽和區的操作條件
在處理 P 通道 MOSFET (PMOS) 時,我們首先要確認元件是否導通。由於 $V_G = 0 \text{ V}$ 且 $V_S = 5 \text{ V}$,其閘源電壓 $V_{GS} = -5 \text{ V}$,已低於臨界電壓 $V_T = -2 \text{ V}$,因此元件確定處於導通狀態。要使 PMOS 操作在飽和區,其汲極與源極間的壓降必須滿足條件:$V_{SD} \ge V_{SG} - |V_T|$,或者從閘極的角度來看,必須確保 $V_{GD} \le V_T$。將數值代入後:
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