司法三等申論題
114年
[檢察事務官電子資訊組] 電子學與電路學
第 一 題
📖 題組：
二、如下所示為 MOSFET 電路圖，若 MOSFET 之臨界電壓Vt = 1 V、汲-源極電壓VDS = 4.5 V，且R1 = 13 MΩ、R2 = 7 MΩ、RD = 5 kΩ、RS = 0.5 kΩ、VDD = 10 V。試求：（每小題 10 分，共 20 分）
二、如下所示為 MOSFET 電路圖，若 MOSFET 之臨界電壓Vt = 1 V、汲-源極電壓VDS = 4.5 V，且R1 = 13 MΩ、R2 = 7 MΩ、RD = 5 kΩ、RS = 0.5 kΩ、VDD = 10 V。試求：（每小題 10 分，共 20 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
電晶體之汲-源極電流IDS及轉導值gm分別為何？
思路引導 VIP
看到這種給定元件兩端電壓（$V_{DS}$）的 MOSFET 直流偏壓電路，首先應利用輸出迴路（汲極-源極）的 KVL 方程式直接解出汲極電流 $I_{DS}$。接著，利用輸入側的閘極分壓求得 $V_G$，進而算出 $V_{GS}$，在驗證元件處於飽和區後，代入轉導公式 $g_m = 2I_{DS}/(V_{GS}-V_t)$ 即可求解。
小題 (二)
電壓增益Av = vo / vi =？（可忽略電容阻抗，亦即CG, CS → ∞）
思路引導 VIP
這是一道標準的 MOSFET 放大器分析題。解題分為兩步：首先進行『直流分析』，利用 KVL 計算汲極電流與閘源極電壓，進而求得交流小信號參數轉導 gm；接著進行『交流小信號分析』，將電容視為短路、直流電源視為接地，辨識出此為共汲極（源極隨耦器）組態，推導出電壓增益公式並代數值求解。
MOSFET 偏壓與增益
💡 掌握 MOSFET 直流偏壓分析與交流小訊號模型計算
🔗 MOSFET 放大器解題邏輯
- 1 直流偏壓分析 — 由 R1, R2 分壓求 VG，再由 VDS 迴路求 IDS
- 2 計算轉導 gm — 利用 IDS 與 VGS 差值，計算小訊號參數 gm
- 3 交流增益求解 — 依電路組態代入公式，注意輸出端在 D 或 S
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🔄 延伸學習：延伸學習：考慮通道長度調變效應（Early Effect）對輸出電阻 ro 的影響
