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調查局三等申論題 108年 [電子科學組] 電子學與電路學

第 一 題

📖 題組:
四、求下圖變壓器耦合串級放大電路之: (一)直流分析?(5 分) (二)小信號分析?(5 分) (三)輸入阻抗Ri、輸出阻抗Ro、電壓總增益AvT(VoL/Vi)及電流總增益AiT(IL/Ii)?(15 分)
題組圖片
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (一)

直流分析?(5 分)

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進行直流分析時,應遵循「電容開路、變壓器電感短路」的原則。觀察電路可發現第一級與第二級的偏壓結構與參數完全相同,因此只需針對單級電路,利用戴維寧等效定理簡化基極分壓網路,再透過 KVL 迴路方程式求解靜態工作點($I_C$ 與 $V_{CE}$)即可。

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【解題關鍵】利用戴維寧等效電路簡化基極偏壓網路,並應用基爾霍夫電壓定律(KVL)求得靜態工作點(Q-point),直流分析下變壓器線圈視為短路、電容視為開路。 【解答】 計算:

小題 (二)

小信號分析?(5 分)

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本題重點在於求出 BJT 的小信號參數($g_m, r_\pi, r_o$)並建立交流等效模型。需特別留意電路中的旁路電容(如 $C_{B1}, C_{E1}$)在交流分析時會短路,使射極交流接地,並讓偏壓電阻對交流信號無影響。

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【解題關鍵】建立交流小信號等效模型(Hybrid-π model),並根據直流偏壓電流計算電晶體的轉導($g_m$)、輸入微變電阻($r_\pi$)與輸出電阻($r_o$)。 【解答】 計算:

小題 (三)

輸入阻抗Ri、輸出阻抗Ro、電壓總增益AvT(VoL/Vi)及電流總增益AiT(IL/Ii)?(15 分)

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本題重點在於變壓器耦合多級放大器的交流分析。解題時應先求出電晶體的小信號參數 ($g_m, r_\pi, r_o$),接著利用變壓器阻抗反射原理 $Z_{pri} = (N_p/N_s)^2 Z_{sec}$,由後往前逐級計算交流負載。同時,需特別注意變壓器的打點極性與交流接地點(如 $V_{CC}$ 與旁路電容),以正確判斷每一級的電壓相位與總增益符號。

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【解題關鍵】利用變壓器的阻抗反射原理 $Z_{pri} = (N_p/N_s)^2 Z_{sec}$ 以及打點極性判斷,逐級推導小信號等效電路的交流負載與增益。 【解答】 計算:

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