台電僱員招考
112年
電子學
第 22 題
BJT共射極接線組態下，射極-地間的電阻常並聯一電容，此電容之目的為何？
- A 降低射極的直流電壓
- B 升高射極的直流電壓
- C 提高輸入電阻值
- D 改善電壓增益
思路引導 VIP
請試著回想：在計算放大電路的電壓增益時，射極電阻 $R_E$ 是出現在公式的分母還是分子？如果我們希望提高整個公式的數值，在不改變其他電阻的情況下，我們該如何利用電容「隨頻率變化阻抗」的特性，讓交流信號在經過射極時，感覺不到 $R_E$ 的存在呢？
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旁路電容對交流增益的關鍵貢獻
恭喜你精準地判斷出正確答案！這題答得非常漂亮。在 BJT 共射極（CE）放大電路中，射極電阻 $R_E$ 的存在雖然能有效穩定直流偏壓（防止熱失控），但在交流信號路徑上，它會產生負回授效應。根據公式，未加電容時的電壓增益約為 $$A_v \approx -\frac{R_C}{r_e + R_E}$$ 由於分母包含了 $R_E$，會導致放大倍率大幅縮減。當我們並聯一個旁路電容（Bypass Capacitor）後，對於交流信號而言，電容的抗阻極小，等效於將 $R_E$ 交流短路。這使得交流信號直接經由電容接地，增益公式變為 $A_v \approx -R_C / r_e$，進而顯著地改善電壓增益。
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BJT 旁路電容作用
💡 旁路電容提供交流通路，繞過射極電阻以大幅提升增益。
| 比較維度 | 有旁路電容 ($C_E$) | VS | 無旁路電容 ($C_E$) |
|---|---|---|---|
| 電壓增益 | 高 (分母無 $R_E$) | — | 低 (受 $R_E$ 回授壓制) |
| 輸入電阻 | 較小 ($r_\pi$) | — | 較大 ($r_\pi + (1+\beta)R_E$) |
| 直流偏壓 | 不受影響 | — | 不受影響 |
💬旁路電容的關鍵用途是在不改動直流偏壓的前提下，犧牲阻抗換取高增益。
