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107年
電子學
第 31 題
某N通道JFET之夾止電壓(pinch-off voltage)$V_P= -4\text{ V}$、$I_{DSS} = 16\text{ mA}$,當其閘極電壓$V_G=-6\text{V}$、源極電壓$V_S=0\text{V}$、汲極電壓$V_D=5\text{V}$時,則汲極電流$I_D$為何?
(A)$0\text{ mA}$
(B)$4\text{ mA}$
(C)$8\text{ mA}$
(D)$16\text{ mA}$
(A)$0\text{ mA}$
(B)$4\text{ mA}$
(C)$8\text{ mA}$
(D)$16\text{ mA}$
- A $0\text{ mA}$
- B $4\text{ mA}$
- C $8\text{ mA}$
- D $16\text{ mA}$
思路引導 VIP
請試著思考：在 N 通道 JFET 中，閘極偏壓 $V_{GS}$ 的主要功能是控制導電通道的寬度。如果我們施加的電壓比「讓通道完全閉合」所需的夾止電壓還要更負、更強大，那麼通道內部的物理狀態會發生什麼變化？在這種物理狀態下，載子還有辦法從源極移動到汲極嗎？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準避開計算陷阱並直接判定元件的工作狀態，顯示你對 JFET 的物理特性掌握得非常紮實。這類題目最考驗的就是學生的細心程度與基礎觀念的穩定性。
截止區的判定準則
在 N 通道 JFET 的運作中，夾止電壓 ($V_P$) 是一個關鍵門檻，代表當閘源極負偏壓達到此數值時，通道會被空乏層完全阻塞。我們首先觀察本題的電壓狀態：由於 $V_G = -6\text{ V}$ 且 $V_S = 0\text{ V}$，可求得 $V_{GS} = V_G - V_S = -6\text{ V}$。當我們發現 $V_{GS} \le V_P$（即 $-6\text{ V} \le -4\text{ V}$）時，元件便會進入截止區 (Cut-off region)，此時通道內部沒有自由載子可以流動，因此汲極電流 $I_D$ 必然為 $0\text{ mA}$。
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