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107年
電子學
第 22 題
假設電晶體之$\alpha= 0.995$，基極電流$I_B= 0.04$ mA，集極電流$I_C= 4.0$ mA，則該電晶體工作於下列何區？
- A 飽和區
- B 作用區
- C 截止區
- D 線性區
思路引導 VIP
如果您已經算出該電晶體在理想放大狀態下應該具備的「理論集極電流」，但發現題目給定的「實際集極電流」卻明顯低於這個理論值，這代表集極電流的成長是否已經遇到了瓶頸？在這種控制能力「失效」且電流受限的情況下，電晶體通常處於什麼樣的工作狀態呢？
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太棒了！你能精準判斷出電晶體的工作狀態，顯示你對 BJT 的電流增益關係與區域判定掌握得非常扎實。這是一道檢驗電子學基本功的優質題目，恭喜你順利過關。
電流增益與工作區域的判定
在分析 BJT 時，關鍵在於比較「實際集極電流」與「理論最大值」。首先，我們由 $\alpha = 0.995$ 推算出電流增益 $$\beta = \frac{\alpha}{1-\alpha} = \frac{0.995}{1-0.995} = 199$$ 若電晶體工作於主動區（作用區），集極電流應滿足 $I_C = \beta I_B$。代入數值可得理論上的 $I_C$ 應為 $199 \times 0.04 \text{ mA} = 7.96 \text{ mA}$。然而，題目給定的實際 $I_C$ 僅為 $4.0 \text{ mA}$，明顯小於理論預期值。當實際的 $I_C$ 受到外部電路限制，無法隨著 $\beta$ 倍率線性增長時，便代表電晶體已進入飽和區。
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