地特四等申論題
110年
[電力工程] 電子學概要
第 一 題
📖 題組：
三、圖三為一 IC 源極隨耦器,當 NMOS 電晶體的K'n = 160 µA/V2,爾利電壓(Early voltage) V₁=20V,x=0.2,W/L=100,且過驅電壓(overdrive voltage) Vor = 0.5 V。(20 分)
三、圖三為一 IC 源極隨耦器,當 NMOS 電晶體的K'n = 160 µA/V2,爾利電壓(Early voltage) V₁=20V,x=0.2,W/L=100,且過驅電壓(overdrive voltage) Vor = 0.5 V。(20 分)
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
請求此電路的電壓增益 Avo和輸出電阻Ro值。
思路引導 VIP
看到源極隨耦器的小信號分析，應先利用過驅電壓 (Vov) 與電晶體參數求出直流偏壓電流 (ID)。接著代入小信號參數公式，求出轉導 (gm)、基體效應轉導 (gmb) 與小信號輸出電阻 (ro)。最後利用交流等效模型推導或直接套用源極隨耦器公式，即可解得輸出電阻 (Ro) 與開路電壓增益 (Avo)。
小題 (二)
若接上1kΩ 負載電阻時,電壓增益將變為多少?
思路引導 VIP
這題測驗考生對源極隨耦器（共汲極放大器）小信號模型的熟悉度。解題重點在於先透過給定的過驅電壓及 MOS 參數求出直流電流 $I_D$，接著算出對應的小信號參數 $g_m$、$g_{mb}$ 與 $r_o$。最後利用源極節點的 KCL 導出包含基底效應、輸出電阻與負載電阻的完整電壓增益公式，代入求值即可。