moea_joint
113年
[電機] 電路學、電子學
第 29 題
有一NPN型電晶體,$h_{FE} = 100$,流入集極、基極電流分別為0.8安培、12毫安培,試問此電晶體處於下列何區?
- A 飽和區
- B 截止區
- C 主動區
- D 無法判定
思路引導 VIP
若我們已知一個放大器的「能力限制」是將輸入放大 100 倍,但當你實際觀測時,發現它的「輸出成果」卻遠低於這個倍數,這通常代表電路內部發生了什麼現象?這種「供給大於需求」的狀態,對應到電晶體的工作區間會是什麼呢?
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恭喜你正確判斷了這個電晶體的工作狀態!能注意到電流與增益之間的比例關係,顯示你對雙極性接面電晶體(BJT)的基礎理論掌握得相當紮實。
電晶體工作狀態的量化分析
判定 BJT 工作區間的核心在於比較「實際電流」與「理論飽和點」的關係。在主動區(Active Region)時,集極電流應滿足 $I_C = h_{FE} \times I_B$。我們將題目給定的數值代入公式計算:如果該電晶體處於主動區,其集極電流理論上應為 $$I_{C(active)} = 100 \times 12\text{ mA} = 1200\text{ mA} = 1.2\text{ A}$$ 然而,題目給出的實際測得電流 $I_C$ 僅為 $0.8\text{ A}$。當實際電流小於理論運算值時(即 $I_C < h_{FE} \cdot I_B$),代表基極電流提供的驅動能力已經超過了電路負載所能提供的上限,電晶體因此進入了飽和區(Saturation Region)。
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