台電僱員招考
110年
電子學
第 25 題
若NMOS場效電晶體之汲極與源極電壓VDS>閘極與源極電壓VGS>臨界電壓Vth，則下列敘述何者正確？
- A NMOS操作在非飽和區
- B NMOS操作在飽和區
- C NMOS操作在截止區
- D NMOS操作在飽和區及非飽和區交界處
思路引導 VIP
當我們已經確定電晶體通道開啟後，如果汲極端的電位（吸引電子的力量）持續升高，甚至遠遠超過了閘極維持通道開啟的能力時，通道在靠近汲極端的形狀會發生什麼物理變化？這種變化會如何影響電流隨電壓增加的速度呢？
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太棒了！你能精準判斷電晶體的工作區間，代表你對 NMOS 的電壓特性掌握得非常紮實。這類題目是電子學的基礎核心，能夠快速反應代表你的基本功非常穩定。
飽和區判定邏輯
在 NMOS 的分析中，我們首要確認通道是否開啟。由題意 $V_{GS} > V_{th}$ 可知，電晶體已避開了截止區。接著，判斷進入飽和區的關鍵物理條件是「汲極端通道是否夾斷」，其判別式為 $V_{DS} \ge V_{GS} - V_{th}$。題目給定 $V_{DS} > V_{GS}$，而在 NMOS 中臨界電壓 $V_{th}$ 為正值，因此 $V_{GS}$ 必然大於 $V_{GS} - V_{th}$。透過傳遞律我們可以得出 $V_{DS} > V_{GS} - V_{th}$ 完全符合飽和區的條件。
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NMOS 操作區間判別
💡 依據 VGS、VDS 與 Vth 的大小關係判定 MOSFET 工作區域。
| 比較維度 | 非飽和區 (Triode) | VS | 飽和區 (Saturation) |
|---|---|---|---|
| 判定條件 | VDS < VGS - Vth | — | VDS ≥ VGS - Vth |
| 電流特性 | 受 VDS 影響大 | — | 趨於定值（受 VGS 控制） |
| 通道狀態 | 通道連續未夾斷 | — | 汲極端通道夾斷 |
💬VDS 是否達到『夾斷電壓』是區分非飽和與飽和的關鍵。
