高考申論題
110年
[電力工程] 電子學
第 一 題
📖 題組：
下圖電路 VDD = VSS = 5 V，ID2 = 1 mA，電晶體 M1與 M2具有相同的長度（L），但其寬度比 W2/W1= 5，電晶體參數：kn’(W/L)1 = 1 mA/V2，Vt = 0.8 V。 (一)求算 R 值。（10 分） (二)當 M2操作於飽和區時，求算 vD2最小電壓。（10 分）
下圖電路 VDD = VSS = 5 V，ID2 = 1 mA，電晶體 M1與 M2具有相同的長度（L），但其寬度比 W2/W1= 5，電晶體參數：kn’(W/L)1 = 1 mA/V2，Vt = 0.8 V。 (一)求算 R 值。（10 分） (二)當 M2操作於飽和區時，求算 vD2最小電壓。（10 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
求算 R 值。（10 分）
思路引導 VIP
- 辨識電路結構：這是一個典型的 MOSFET 電流鏡（Current Mirror）偏壓電路。M1 是二極體連接（Diode-connected）作為參考端，M2 是鏡射輸出端。
- 利用電流比例關係：在飽和區且忽略通道長度調變（λ=0）時，電流比等於寬長比（W/L）之比。已知 ID2 和 W2/W1，可先求出參考電流 ID1。
小題 (二)
當 M2操作於飽和區時，求算 vD2最小電壓。（10 分）
思路引導 VIP
- 定義飽和區條件：對於 NMOS 而言，操作於飽和區的條件是 $V_{DS} \ge V_{GS} - V_t$（即 $V_{DS} \ge V_{OV}$）。
- 確定臨界點：最小的 $v_{D2}$ 電壓發生在 $V_{DS2} = V_{GS2} - V_t$ 的臨界點（邊界）。