地特四等申論題
108年
[電力工程] 電子學概要
第 一 題
📖 題組：
如圖二之電路，電晶體之 Vt=1 V，Kn= 4 mA/V2，VA（early voltage）=100 V，其直流工作點偏壓在 VD=7.0 V，VGS=2 V，ID=0.5 mA，又 R1=0.33 MΩ，R2=20 MΩ，R3=20 MΩ，R4=20 MΩ，R5=14 kΩ，R6=16 kΩ，R7=16 kΩ，R8=12 kΩ，C1=C2=C3=∞。（每小題 10 分，共 20 分）
如圖二之電路，電晶體之 Vt=1 V，Kn= 4 mA/V2，VA（early voltage）=100 V，其直流工作點偏壓在 VD=7.0 V，VGS=2 V，ID=0.5 mA，又 R1=0.33 MΩ，R2=20 MΩ，R3=20 MΩ，R4=20 MΩ，R5=14 kΩ，R6=16 kΩ，R7=16 kΩ，R8=12 kΩ，C1=C2=C3=∞。（每小題 10 分，共 20 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
求 gm，ro。
思路引導 VIP
看到求 gm 和 ro，應立刻聯想 MOSFET 的小訊號參數公式。先檢查題目給定的直流工作點 (ID, VGS) 與元件參數 (Kn, Vt) 是否一致；若遇數值矛盾，小訊號參數應以「實際直流操作點 (ID, VGS)」計算為準最符合物理意義。
小題 (二)
求 Rin 及 Vo/Vs。
思路引導 VIP
本題為典型的 MOSFET 共源極（CS）放大器小訊號分析。首先需畫出交流等效電路，判斷輸入阻抗 $R_{in}$，再利用給定的直流偏壓參數計算轉導 $g_m$ 與輸出微變電阻 $r_o$。由於題設直流參數間存在矛盾（$K_n$、$I_D$、$V_{GS}$ 無法以單一平方律公式完美吻合），應選擇最能直接反映工作點座標的參數來推導 $g_m$，並計算最終電壓增益。