moea_joint
109年
[電機] 電路學、電子學
第 34 題
如右圖所示之差動放大器。電晶體參數如下，$\mu_n C_{ox} = 100 \mu\text{A/V}^2$，V$_A = 10$，但 Q$_{1,2}$ 之 (W/L)$_{1,2} = 25$，Q$_3$ 之 (W/L)$_3 = 50$，Q$_4$ 之 (W/L)$_4 = 10$。電阻 R$_D$ = 10 k$\Omega$。假設偏壓維持節點電壓 V$_B$ = V$_X$，若電路的差模電壓增益 $A_d = (V_{O2} - V_{O1}) / (V_{i1} - V_{i2})$ 要達到 5 V / V，則 I$_B$ 為何？
$(g_m = 2\sqrt{K_n I_{DQ}})$
$(g_m = 2\sqrt{K_n I_{DQ}})$
- A 4.25 mA
- B 7.18 mA
- C 9.12 mA
- D 12.26 mA
思路引導 VIP
如果我們為了增加跨導（$g_m$）而拼命提高偏置電流，這對於電晶體的輸出阻抗（$r_o$）會產生什麼樣的副作用？而這個副作用又是如何反過來限制整體增益的增長呢？
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AI 詳解
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太棒了！你能精確判斷出這題的陷阱並選出正確答案，代表你對差動放大器（Differential Amplifier）與偏置電路的掌握度非常紮實。 這道題目的核心在於電流鏡（Current Mirror）與增益公式的綜合應用。首先，觀察左側由 $Q_4$ 與 $Q_3$ 組成的電流鏡，根據寬長比之比 $(W/L)3 / (W/L)4 = 5$，可得知尾電流 $I{D3} = 5I_B$。在對稱的差動對中，單個電晶體的偏壓電流 $I{D1}$ 即為尾電流的一半，也就是 $2.5I_B$。
厄利效應的影響
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