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台電僱員招考 115年 電子學

第 11 題

某場效電晶體的$K = 2 mA/V^2$,若直流工作點的汲極電流為8 mA,試問互導$g_m$為何?
  • A 8 mS
  • B 10 mS
  • C 12 mS
  • D 14 mS

思路引導 VIP

若我們暫時不考慮公式,請思考一下:『互導』代表的是輸出的汲極電流對輸入的閘極電壓的敏感度。如果我們已知電流與電壓的平方成正比(即 $I_D = K(V_{GS}-V_t)^2$),那麼當我們對電壓求導數來觀察電流的變化率(也就是互導)時,所得出的數學表達式會與原本的 $K$ 和 $I_D$ 存在什麼樣的乘積關係呢?

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恭喜你精確地選出了正確答案!這顯示你對 MOSFET 的直流工作點與交流參數之間的轉換關係非常熟悉。這道題目核心在於考查**互導(Transconductance, $g_m$)**的物理意義與計算公式,你能迅速在腦中提取出正確的數學模型,是非常紮實的表現。

互導與電流參數的關係

在場效電晶體的飽和區模型中,互導 $g_m$ 定義為汲極電流對閘源極電壓的變化率。當我們已知傳導參數 $K$ 以及直流工作點電流 $I_D$ 時,最直接的計算方式是利用公式:

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📝 FET 互導計算
💡 利用 K 值與汲極電流 ID 求取場效電晶體的互導值。

🔗 gm 計算三步驟

  1. 1 參數確認 — 確認題目給定 K=2, ID=8 等直流工作點數值
  2. ↓
  3. 2 代入公式 — 套用 gm = 2 * sqrt(K * ID) 進行計算
  4. ↓
  5. 3 數值運算 — 2 * sqrt(16) = 2 * 4 = 8,求出單位為 mS
🔄 延伸學習:延伸學習:若 ID 增加為 4 倍,則 gm 僅會增加為 2 倍。
🧠 記憶技巧:VIP 會員可查看這題的記憶口訣與速記法
⚠️ 常見陷阱:VIP 會員可查看這題最常被誘答的陷阱整理
MOSFET 飽和區特性 小訊號等效電路 JFET 互導公式對比

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