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司法三等申論題 108年 [檢察事務官電子資訊組] 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:
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,首要原則是將電路中的電容視為「開路」,變壓器線圈視為「短路(直流電阻為0)」。解題時,先利用戴維寧定理簡化基極的分壓偏壓網路求得等效電壓與電阻,接著透過基極-射極迴路列出 KVL 方程式求解基極與集極電流。特別注意變壓器耦合電路的特性:集極直流電壓因線圈短路會直接等於電源電壓 VCC。

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【解題關鍵】直流分析時,電容視為開路,變壓器線圈直流視為短路,利用戴維寧定理簡化基極偏壓網路並以 KVL 求解偏壓點。 【解答】 已知條件整理:$V_{CC} = 10\text{V}$,$\beta_1 = \beta_2 = 100$。常規假設 BJT 導通時基射極電壓 $V_{BE(on)} = 0.7\text{V}$。

小題 (二)

小信號分析?(5 分)

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看到「小信號分析」,首先需利用直流分析求出靜態集極電流($I_C$),進而算出小信號參數($g_m, r_\pi, r_o$)。接著,將所有直流電源及大容量電容(耦合、旁路電容)視為短路,並利用變壓器的阻抗反射特性(乘上圈數比平方)來簡化各級的輸入與負載阻抗,建立完整的交流等效模型。

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【解題關鍵】進行小信號分析需先求解直流靜態工作點($I_C$),據此計算電晶體小信號參數($g_m, r_\pi, r_o$),最後將電容及直流電源交流短路以建立等效電路與各節點阻抗。 【解答】 計算:Step 1→2→3 逐步推導

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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本題為變壓器耦合之多級 BJT 放大器分析。解題關鍵在於:1. 先進行直流偏壓分析(適當假設使得數據合理化,求出小訊號參數);2. 由後往前推算,利用變壓器阻抗反射原理(Z_p = (Np/Ns)² Z_s)計算各級負載;3. 依序計算各級電壓增益並串接,最後利用歐姆定律推導總電流增益。

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【解題關鍵】利用直流偏壓求小訊號參數,並運用變壓器阻抗反射原理及電壓電流轉換關係進行逐級分析。 【解答】 Step 1:直流偏壓與小訊號參數分析

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