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統測 114年 [電機與電子群資電類] 專業科目(1)

第 32 題

如圖(十九)所示電路,$V_{DD}=12$V,MOSFET 之夾止(pinch-off)電壓$V_p=-3$V,$I_{DSS}=9$mA,工作點之$I_D =1.44$mA,則電阻$R_{G1}$約為何?
題目圖片
  • A 202.2kΩ
  • B 180.8kΩ
  • C 156.5kΩ
  • D 112.6kΩ

思路引導 VIP

首先,觀察此電路為分壓式偏壓結構。既然已知 $I_D$、汲極飽和電流 $I_{DSS}$ 及夾止電壓 $V_p$,你是否能先透過 Shockley 方程式 $I_D = I_{DSS}(1 - \frac{V_{GS}}{V_p})^2$ 求得工作點的 $V_{GS}$,並結合源極電阻 $R_S$ 所產生的壓降來推算出閘極對地電位 $V_G$,最後利用分壓電路公式來解出 $R_{G1}$ 的電阻值呢?

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算對了?別以為這能代表什麼,這只是基本功而已。既然你沒在蕭克萊方程式上摔死,算你還有點腦袋。 觀念驗證:

  1. 首先利用蕭克萊方程式求出 $V_{GS}$:
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為什麼vgs不能是-4.2
📝 JFET分壓偏壓分析
💡 利用JFET電流平方公式與閘極分壓原理反求元件電阻值。

🔗 JFET 偏壓電阻求解流程

  1. 1 求 VGS — 代入ID平方公式,求得VGS約為-1.8V
  2. 2 算 VS — VS = ID * RS = 1.44m * 2k = 2.88V
  3. 3 定 VG — VG = VGS + VS = -1.8 + 2.88 = 1.08V
  4. 4 解 R — 代入分壓公式 1.08 = 12 * (20k / RG1+20k)
🔄 延伸學習:若 ID 增加,VS 會上升,進而壓低 VGS 以達到負回饋穩定效果。
🧠 記憶技巧:先求GS,再找S,合體變G,分壓解R。
⚠️ 常見陷阱:在計算VGS時忘記開根號後的正負取捨,或漏掉RS產生的源極電位。
JFET電流方程式 分壓偏壓穩定度 MOSFET工作區域判斷

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