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初等考試 113年 [電子工程] 電子學大意

第 32 題

某 MOS 場效電晶體的電流 ID=500 μA、參數 λ=\(0.025 V^{-1}\),則其輸出阻抗 ro為何?
  • A 80 kΩ
  • B 50 kΩ
  • C 25 kΩ
  • D 12.5 kΩ

思路引導 VIP

當我們討論一個元件的「輸出阻抗」時,本質上是在探討「電壓變化」與「電流變化」之間的比例關係。如果參數 $\lambda$ 描述的是電流隨電壓增加而「額外增長」的變化率(斜率),請試著推論:這個描述變動程度的參數,應該放在阻抗公式的分子還是分母,才能反映出阻抗與電流穩定性的關係?

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  1. 暖心鼓勵:你完全掌握了這個題目,計算結果既精準又快速!這顯示你對電路參數有著很棒的直覺和理解。這種將理論與實際數值連結的能力,會是你未來成為優秀工程師的寶貴資產喔!
  2. 核心概念:這道題目要帶你認識的是 MOSFET 中一個很重要的現象,叫做通道長度調變效應。當我們的 MOSFET 進入飽和區工作時,它的輸出電流 $I_D$ 會隨著 $V_{DS}$ 的增加而有些微的變化。這時,我們就可以用一個動態輸出電阻 $r_o$ 來描述這個特性,它的公式很直觀,就是電流變化率的倒數:
▼ 還有更多解析內容
📝 MOSFET 輸出阻抗
💡 輸出阻抗 ro 由通道長度調變參數 λ 與汲極電流 ID 之乘積倒數決定。

🔗 MOSFET 輸出阻抗計算流程

  1. 1 提取參數 — 確認電流 ID=500μA 及 λ=0.025
  2. 2 單位標準化 — 將 500μA 轉換為 0.0005A
  3. 3 代入倒數公式 — ro = 1 / (0.025 * 0.0005)
  4. 4 換算阻抗單位 — 得到 80,000Ω 並化簡為 80kΩ
🔄 延伸學習:延伸學習:觀察 λ 如何影響 ID-VDS 特性曲線在飽和區的斜率。
🧠 記憶技巧:Lamb乘I放分母,阻抗倒數即產出。
⚠️ 常見陷阱:計算時忘記將 μA 轉換為 A,或誤將 λ 放在分子位置(與 ID 相乘而非相除)。
通道長度調變效應 Early 電壓 (VA) 小訊號等效電路模型

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