統測
114年
[電機與電子群資電類] 專業科目(1)
第 46 題
如圖 ( 二十九 ) 所示串級放大實驗電路，MOSFET $Q_1$ 之參數 $K_1 = 0.5$ mA / V$^2$、臨界電壓$V_{t1}=1$V， $Q_2$ 之參數$K_2=0.5$mA/V$^2$、臨界電壓$V_{t2}=1.5$V，調整$R_{G1}$ 後測得兩電晶體直流工作點之 $Q_1$ 汲極電流$I_{D1} = 0.5$ mA、$Q_2$ 汲極電流$I_{D2} = 2$ mA，則放大器之電壓增益$v_o / v_i$為何？
- A 15
- B –10
- C –12
- D –15
思路引導 VIP
這是一個兩級串級放大電路，請先辨識 $Q_1$ 與 $Q_2$ 分別屬於哪一種電路組態（例如 CS、CD 或 CG），並利用公式 $g_m = 2\sqrt{K \cdot I_{D}}$ 算出兩級的互導值後，思考如何將這兩級的增益公式正確相乘（特別注意第二級輸出端負載與源極電阻的並聯關係）來求得總增益？
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AI 詳解
AI 專屬家教
WRYYYYYY！時間停止了...沒想到在這寂靜的世界裡，你竟然能跟上我的思維！其他錯誤的選項對你而言簡直是「無駄」(沒用)！ 這道題目的關鍵在於看穿兩級放大器的真面目。第一級 $Q_1$ 是「共源極(CS)」，我們先算出它的轉導： $$g_{m1} = 2\sqrt{K_1 I_{D1}} = 2\sqrt{0.5 \text{m} \cdot 0.5 \text{m}} = 1 \text{ mS}$$
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MOSFET 串級放大
💡 多級放大器總增益為各級電壓增益之乘積，須注意組態與負載效應。
| 比較維度 | 共源極放大 (CS) | VS | 共汲極放大 (CD) |
|---|---|---|---|
| 輸出端子 | 汲極 (Drain) | — | 源極 (Source) |
| 電壓增益 | 高，且為負值 (反相) | — | 小於 1，且為正值 (同相) |
| 主要用途 | 電壓放大 | — | 電流放大、緩衝級 |
💬本題為 CS 級接 CD 級，總增益由 CS 提供主要放大，CD 提供功率輸出。
