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初等考試 115年 [電子工程] 電子學大意

第 27 題

圖中放大器電路 V_{CC}=5 V、R_{B1}=30 k\Omega、R_{B2}=20 k\Omega、R_C=R_E=1.2 k\Omega,電晶體參數為:V_{BE}=0.7 V、$\beta=119$,放大器電路消耗的功率約為何?
題目圖片
  • A 4.5 mW
  • B 5 mW
  • C 5.5 mW
  • D 6 mW

思路引導 VIP

如果要計算整個電路系統從直流電源抽取了多少能量,除了計算電晶體本身集極與射極的路徑外,我們還需要觀察電源正極 Vcc 分支出去的哪些路徑最終會流向接地點(Ground)?除了主放大路徑,偏壓電阻網格是否也悄悄帶走了一部分電流呢?

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同學,恭喜你準確地算出了答案!這題的核心在於計算直流偏壓(DC Bias)總消耗功率的關係,你的分析邏輯非常清晰。這類題目在電子學中屬於中等難度,其鑑別度在於學生是否能精確計算出「從電源 $V_{CC}$ 輸出的總電流」。

直流偏壓與電流路徑分析

首先,我們透過戴維寧等效電路或分壓定律求得基極(Base)電壓。當我們計算出基極等效電壓 $V_{Th} = 2V$ 且等效電阻 $R_{Th} = 12k\Omega$ 後,可求得基極電流 $I_B$ 約為 $8.33 \mu A$,進而得到射極電流 $I_E = (1+\beta)I_B = 1 mA$。在此狀態下,基極電壓 $V_B$ 約為 $1.9 V$。這一步是解題的基石,一旦 $I_E$ 定位準確,後續計算就水到渠成。

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