地特三等申論題
111年
[電力工程] 電子學
第 一 題
📖 題組：
下圖電路之電流源 I = 1.6 mA，電流源的輸出阻抗 RSS = 30 kΩ。電晶體參數：(W/L)n = 100，(W/L)p = 200，μnCox = 0.3 mA/V2，μpCox = 0.1 mA/V2，VAn = |VAp| = 25 V。
下圖電路之電流源 I = 1.6 mA，電流源的輸出阻抗 RSS = 30 kΩ。電晶體參數：(W/L)n = 100，(W/L)p = 200，μnCox = 0.3 mA/V2，μpCox = 0.1 mA/V2，VAn = |VAp| = 25 V。
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
求算差模電壓增益 Ad = vO / (vG1−vG2)。（10 分）
思路引導 VIP
看到此題應先辨認出這是帶有主動負載（電流鏡）的 CMOS 差動放大器。解題分為三步：首先計算直流偏壓，尾電流平分至兩分支；接著求出輸入對的轉導 $g_m$ 與輸出端電晶體的輸出電阻 $r_o$；最後利用單端輸出差模增益公式 $A_d = g_{m1}(r_{o2} || r_{o4})$ 求得結果。注意題目給的 $R_{SS}$ 在純差模分析下為虛地，不影響計算。
小題 (二)
求算共模電壓增益|Acm|。（10 分）
思路引導 VIP
本題測驗具主動負載之MOS差動放大器的共模分析。解題關鍵在於先求出各電晶體的直流偏壓電流，接著計算小訊號參數（gm、ro）。透過建立共模半電路並應用小訊號模型與 KCL，證明在參數對稱下內部節點與輸出節點電壓相等，最後代入精確公式或高頻近似公式求得共模增益 |Acm|。