地特四等申論題
108年
[電力工程] 電子學概要
第 一 題
📖 題組:
如圖三(不考慮 early effect,ro=∞),R1=50 kΩ,β1=β2=90,電路在 Vo 可接負載 RL=1 kΩ,求:(每小題 5 分,共 20 分)
如圖三(不考慮 early effect,ro=∞),R1=50 kΩ,β1=β2=90,電路在 Vo 可接負載 RL=1 kΩ,求:(每小題 5 分,共 20 分)
📝 此題為申論題,共 4 小題
小題 (一)
Rin=?
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本題核心在於達靈頓對(Darlington pair)的交流小訊號分析。考生應先透過直流分析確認兩顆 BJT 的偏壓電流與小訊號參數(如 rπ),接著利用 Hybrid-π 模型與阻抗反射法則,從負載端逐級往輸入端推算等效輸入電阻 Rin。
小題 (二)
Rout(不考慮負載)=?
思路引導 VIP
這是一題典型的達靈頓(Darlington)組態放大器小訊號分析。解題時應先從最下方的電流源開始,由下而上推導兩顆電晶體的直流射極電流,並求出各自的交流內阻 $r_e$。接著套用電阻反射定律(或利用 KVL/KCL 配合 T-model),將輸入端電阻逐級除以 $(\beta+1)$ 轉換至輸出端,即可快速求出 $R_{out}$。
小題 (三)
開路之總增益(overall voltage gain),Gvo=Vo/Vs=?
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本題測驗達靈頓(CC-CC)放大器的交流小訊號分析。看到『開路總增益』,應立刻想到輸出端無負載(RL=∞)且理想電流源交流等效為開路,這會導致交流電流為零,各級電阻無壓降。解題時可先算出直流偏壓與小訊號參數以求嚴謹,再代入電壓分壓公式取極限,證明開路增益為 1。
小題 (四)
加負載之總增益(overall voltage gain),Gv=Vo/Vs=?
思路引導 VIP
本題為兩級共集極(達靈頓對,Darlington pair)放大器的電壓增益計算。解題首步應進行直流分析,假設交流負載不影響直流偏壓,從 9mA 電流源反推 Q2 與 Q1 的偏壓電流與小訊號參數 $r_{\pi}$。接著利用混合 $\pi$ 模型與阻抗反射法則(Impedance Reflection Rule),由負載端逐級向源端反射輸入阻抗,並透過 KCL/KVL 建立方程式以計算總電壓增益 $G_v$。