鐵路人員考試高員三級-電子工程電子學大意108 年第 30 題單選題
如圖所示為操作於主動模式(active mode)的雙極接面電晶體的 π 型小訊號等效電路,若 gm 值增為兩倍,則 rπ 值會如何?
A增為 2 倍 vbe ro
B增為 2 倍 rπ gmvbe
C減為一半正確答案
D不變
C正確答案
BJT π模型中 rπ = β/gm,gm加倍則rπ減半,兩者成反比關係。
為什麼答案是 C
由公式 rπ = β/gm,β(直流電流增益)在偏壓條件不變下為常數,gm增為2倍則rπ = β/(2gm),即減為原來的一半,正確。
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完整詳解
Pro · 無限重點 BJT π模型中 rπ = β/gm,gm加倍則rπ減半,兩者成反比關係。
記住 rπ = β/gm(β不變),gm×2 → rπ÷2,秒選C。
逐選項分析
A✕ 陷阱
若誤以為rπ與gm成正比則選此,但實際上rπ=β/gm,兩者成反比,gm加倍rπ應減半而非增倍。
B✕
選項B與A同樣主張增為2倍,不符合rπ=β/gm的反比關係,錯誤。
C✓ 正確
由公式 rπ = β/gm,β(直流電流增益)在偏壓條件不變下為常數,gm增為2倍則rπ = β/(2gm),即減為原來的一半,正確。
D✕
rπ並非獨立常數,它由β與gm共同決定(rπ=β/gm),gm改變時rπ必然改變,不會不變。
BJT π型小訊號模型關鍵參數對照
| 參數 | 公式 | 物理意義 | gm加倍的影響 |
|---|
| gm(轉導) | gm = IC/VT | 控制受控電流源 gmvbe | 增為 2倍(題目條件) |
| rπ(輸入電阻) | rπ = β/gm = VT/IB | B-E間小訊號電阻 | 減為 1/2 |
| ro(輸出電阻) | ro = VA/IC | Early效應輸出電阻 | 不受gm直接影響 |
| β(電流增益) | β = IC/IB(固定) | 直流偏壓決定,題目不變 | 不變 |
最大陷阱在於直覺上認為「gm增大,代表電晶體放大能力更強,所以rπ也應該更大」,但實際上rπ=β/gm,在β固定的前提下,gm增大代表偏壓電流IC增大(gm=IC/VT),而rπ=VT/IB則因IB同步增大而減小,兩者嚴格反比。