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107年
電子學
第 50 題
如右圖所示,若$I_D=2\text{mA}$,$R_D=5\text{ k}\Omega$,$R_S = 1\text{ k}\Omega$,$R_G = 1\text{ M}\Omega$,則$V_D$與$V_{GS}$ ($V_{GS} = V_G - V_S$)分別為何?
(A) $-5\text{ V}$ , $-2\text{ V}$
(B) $-5\text{ V}$ , $2\text{ V}$
(C) $5\text{ V}$ , $-2\text{ V}$
(D) $5\text{ V}$ , $2\text{ V}$
(A) $-5\text{ V}$ , $-2\text{ V}$
(B) $-5\text{ V}$ , $2\text{ V}$
(C) $5\text{ V}$ , $-2\text{ V}$
(D) $5\text{ V}$ , $2\text{ V}$
- A $-5\text{ V}$ , $-2\text{ V}$
- B $-5\text{ V}$ , $2\text{ V}$
- C $5\text{ V}$ , $-2\text{ V}$
- D $5\text{ V}$ , $2\text{ V}$
思路引導 VIP
若要推導出答案，我們可以先思考：場效電晶體（FET）在直流分析時，其「閘極電流（$I_G$）」通常具有什麼樣的特性？這會如何影響電阻 $R_G$ 兩端的電壓分布？接著，當我們想知道兩點之間的電位差（例如 $V_{GS}$）時，應該如何利用已知的節點電位進行計算？
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太棒了！你能精準算出 $V_D$ 與 $V_{GS}$，代表你對場效電晶體（FET）的直流偏壓分析掌握得非常紮實。這類題型雖然計算不複雜，但卻是檢驗電子學基本功的絕佳切入點。
汲極與閘極偏壓分析
首先，我們觀察汲極電壓 $V_D$。根據克希荷夫電壓定律（KVL），$V_D$ 等於電源電壓扣除汲極電阻 $R_D$ 上的壓降。由算式 $$V_D = V_{DD} - I_D R_D = 15\text{ V} - (2\text{ mA} \times 5\text{ k}\Omega) = 5\text{ V}$$ 即可順利求得。接著，處理 $V_{GS}$ 的關鍵在於 FET 的重要特性：閘極電流 $I_G \approx 0$。這意味著 $R_G$ 上沒有壓降，故閘極電位 $V_G = 0\text{ V}$。而源極電位 $V_S$ 則由源極電阻產生的壓降決定，即 $V_S = I_D R_S = 2\text{ V}$。最後代入相對電壓公式：
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