地特四等申論題
110年
[電力工程] 電子學概要
第 二 題
📖 題組：
二、如圖二的電路,若 Usig 為一個小的弦波信號,平均為零,而此電晶體的β為100。(20分)
二、如圖二的電路,若 Usig 為一個小的弦波信號,平均為零,而此電晶體的β為100。(20分)
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (二)
當 R₁=10kΩ,且爾利電壓(Early voltage) V₁=99V時,請畫出放大器的小信號π型等效電路,並求整體的電壓增益。
思路引導 VIP
遇到這類共射極(CE)放大器考題，解題分為兩階段：首先需透過直流分析找出集極電流 $I_C$ 以計算小信號參數 $g_m, r_\pi, r_o$；接著進入交流分析，畫出小信號 $\pi$ 型等效電路（注意射極有旁路電容，交流等效為直接接地），最後利用輸入端分壓定理與輸出端負載並聯公式，求出整體電壓增益 $A_v$。
小題 (一)
當射極電流和集極電壓分別為0.5mA和5V時,請求RE和RC值。
思路引導 VIP
面對此題，首先應了解交流信號平均為零代表在「直流分析」時 $v_{sig}$ 視為短路接地（0V）。接著利用 BJT 的基本電流比例公式推導 $I_C$ 與 $I_B$，再搭配克希荷夫電壓定律（KVL）求出集極與射極路徑上的未知電阻 $R_C$ 與 $R_E$。
BJT小信號增益分析
💡 利用直流工作點求取參數，並透過交流等效電路計算總體電壓增益。
🔗 BJT 放大電路分析三步驟
- 1 DC 分析求參數 — 依據 IC 算出 gm=IC/VT, rπ=β/gm 及 ro=VA/IC。
- 2 AC 模型繪製 — 將直流源接地、電容短路，代入 π 模型取代電晶體。
- 3 增益公式推導 — 計算輸入端 vsig 分壓與輸出端 -gm*vπ*RL' 之乘積。
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🔄 延伸學習：延伸學習：分析含射極電阻 RE (未旁路) 時對增益穩定度的影響。
