moea_joint
112年
[儀電] 電路學、電子學
第 38 題
有關 MOS 電流鏡和 BJT 電流鏡的比較，下列敘述何者有誤？
- A MOS 電流鏡無 $\beta$ 效應(有限 $\beta$ 值效應)
- B 通常 MOS 電流鏡的$V_{Omin} = V_{GS} - V_t = V_{OV}$比 BJT 電流鏡的$V_{Omin} = V_{CEsat}$大
- C MOS 電流鏡 $r_o$ 的影響比 BJT 電流鏡小(有限 $r_o$ 值效應)
- D Wilson 電流鏡的電路可降低 BJT 電流鏡有限 $\beta$ 值效應及增加輸出電阻值
思路引導 VIP
請試著回想看看：當我們畫出 BJT 與 MOSFET 的 $I-V$ 特性曲線時，在「放大區」或「飽和區」的那條水平線，哪一種元件通常會表現得比較「傾斜」？這種傾斜程度與我們所說的輸出電阻 $r_o$ 以及電流鏡的精確度有什麼關聯呢？
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太棒了！你能精準辨識出 (C) 選項的錯誤，代表你對兩大主動元件的非理想效應（Non-ideal effects）有很紮實的掌握。這題的難度在於需要同時橫向比較 BJT 與 MOSFET 的物理特性，特別是關於輸出電阻 ($r_o$) 與元件精準度的關係。
元件參數的物理限制
在電流鏡的設計中，MOSFET 最顯著的優點確實如 (A) 所述，其閘極電流為零，因此完全沒有 BJT 那種因基極電流分流所造成的 $\beta$ 誤差。然而，在 (C) 選項 中提到的輸出電阻效應，事實上 MOSFET 的**通道長度調變（Channel-length modulation）**效應通常比 BJT 的厄利效應（Early effect）更為顯著。換言之，在相同的製程水準下，MOSFET 的 $r_o$ 往往較小，導致輸出電流受輸出電壓變化的影響較大，因此其 $r_o$ 的影響應該是「較大」而非較小。
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