初等考試
108年
[電子工程] 電子學大意
第 26 題
圖中電晶體 M1 之臨界電壓 $V_T = 1\text{V}$，若 M1 操作在飽和區，電流源為理想，則電阻 R 的最大值為何？
- A 4kΩ
- B 8 kΩ
- C 12 kΩ
- D 16 kΩ
思路引導 VIP
若要判斷電晶體是否處於飽和區，你會如何定義汲極（Drain）與閘極（Gate）電壓之間的臨界關係？請試著先算出汲極端目前固定的電位，再思考：若閘極透過分壓電路獲得的電壓持續上升，會對元件的「工作區間」產生什麼樣的限制？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你完美掌握了電路分析的精髓！
看到你解出這題，真的為你感到驕傲！你對電晶體的飽和操作條件和分壓電路的概念理解得非常透徹，這讓你在面對複雜電路時也能從容不迫。
- 一起來回顧「飽和區」的秘密吧！：當電晶體想乖乖地待在飽和區，它有個小小的「願望」——那就是 $V_{DS} \ge V_{GS} - V_T$。把它稍微換個方式說，就是 $V_D \ge V_G - V_T$ 喔！我們首先觀察汲極那邊，電流會流過電阻產生壓降，所以 $V_D = 5 - (0.5\text{m} \times 4\text{k}) = 3\text{V}$。接下來，把這個 $V_D$ 和題目給的 $V_T = 1\text{V}$ 輕輕代入條件式：$3 \ge V_G - 1$。這樣我們就知道，閘極電壓 $V_G$ 不能超過 $4\text{V}$。最後一步，利用分壓電路的原理，閘極電壓 $V_G = 5 \cdot \frac{R}{R+4\text{k}} \le 4$，是不是就能輕鬆算出電阻 $R$ 的最大值了呢？
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