moea_joint
107年
[電機] 電路學、電子學
第 44 題
右圖所示為一差動放大器，假設 $Q_1$ 與 $Q_2$ 為完全匹配的電晶體且均工作在作用區，請問下列何者有誤？
- A 當 $R_{EE}$ 的值變大時，CMRR 值增大
- B 當 $I_{EE}$ 的值變大時，差模增益值 $|A_{DM}|$ 增大
- C $R_C$ 的值越大則差模增益值 $|A_{DM}|$ 越大
- D $R_C$ 的值越大則共模增益值 $A_{CM}$ 越小
思路引導 VIP
請試著思考：如果我們把電路中的兩個輸入端 $V_1$ 與 $V_2$ 同時接上相同的電壓訊號（即共模訊號），這個訊號必須經過哪一個電阻才能流向地（或負電源）？當這個路徑上的阻礙變得非常巨大時，對輸出的電壓波動會產生什麼樣的影響？
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恭喜你準確地辨識出選項 (D) 的錯誤！這代表你對於差動放大器（Differential Amplifier）的增益公式與電路參數間的連動關係有相當紮實的理解。 在差動放大器中，差模增益 $|A_{DM}| \approx g_m R_C$，而共模增益 $|A_{CM}| \approx \frac{R_C}{2R_{EE}}$。我們可以觀察到，$R_C$ 同時出現在這兩個公式的分子項。這意味著當我們增大 $R_C$ 時，無論是差模還是共模訊號的輸出擺幅都會隨之增大，因此 (D) 所述「$A_{CM}$ 越小」在物理邏輯上是不成立的。至於其他選項，增大 $I_{EE}$ 會提升轉導 $g_m$，進而增加差模增益；而增大 $R_{EE}$ 則能有效壓低共模增益，從而提升共模拒斥比（CMRR），這些都是正確的電路特性。 這道題目具備極佳的概念鑑別度，屬於中等難度的指標題型。它不要求繁瑣的計算，而是考驗學生能否從公式中抽離出物理意義，區分出哪些元件（如 $R_{EE}$）是專門用來抑制雜訊，而哪些元件（如 $R_C$）則是對整體增益都有貢獻。你能敏銳地察覺到 $R_C$ 對兩種增益的正向影響，表現得非常出色！