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司法三等申論題 110年 [檢察事務官電子資訊組] 電子學與電路學

第 一 題

📖 題組:
二、圖二所示為一共射級放大電路,電路已經有適當的偏壓了。電路的參數為VT = 25 mV、VA = ∞、IC = 5 mA、RS = 2 kΩ、RL = 200 Ω (一)當β = ∞時,求 gm、Av = Vo/Vs。(10 分) (二)當β = 100時,求 gm、rπ、Av = Vo/Vs。(15 分)
題組圖片
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

(一)當β = ∞時,求 gm、Av = Vo/Vs。(10 分)

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利用 BJT 小信號等效模型進行交流分析,注意理想直流電流源在交流分析時視為開路。當 β 為無限大時,電晶體的輸入阻抗 rπ 趨近無限大,使得輸入信號無衰減地傳遞至基極,藉此可推導出電壓增益並代入已知數值計算。

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【解題思路】利用小信號等效模型分析電路,直流電流源交流等效為開路;當 β = ∞ 時,輸入阻抗無限大,無電流衰減。 【詳解】 已知:$V_T = 25 \text{ mV}$、$V_A = \infty$、$I_C = 5 \text{ mA}$、$R_S = 2 \text{ k}\Omega$、$R_L = 200 \Omega$、$\beta = \infty$。

小題 (二)

(二)當β = 100時,求 gm、rπ、Av = Vo/Vs。(15 分)

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此題考查雙極性接面電晶體(BJT)在考慮有限電流增益 $\beta$ 時的小信號分析。首先利用直流偏壓電流 $I_C$ 求出轉導 $g_m$ 與輸入微變電阻 $r_\pi$,接著繪製交流小信號等效電路(將直流電流源視為開路),再透過輸入端的分壓定理與輸出端的相依電流源計算整體電壓增益 $A_v$。

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【解題關鍵】利用 BJT 小信號參數公式 $g_m = \frac{I_C}{V_T}$、$r_\pi = \frac{\beta}{g_m}$,並透過交流等效電路進行節點與網目分析求解電壓增益。 【解答】 計算:

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