初考-電子工程電子學大意112 年第 31 題單選題
圖中放大器電路中,vsig的直流成分為零,電晶體的β=99、AV=∞、VEB=0.7 V,熱電壓VT=0.025 V,放大器輸出電阻Rout的最接近值為何?
A100 Ω
B150 Ω
C200 Ω
D300 Ω正確答案
D正確答案
PNP射極隨耦器(共集極)電路,求輸出電阻Rout:先算直流偏壓求IC,再用re=VT/IC,最後Rout=(re+RB/β)//RE
為什麼答案是 D
正確答案。詳細計算:圖中為PNP電晶體,+5V經4kΩ接射極,射極經耦合電容(∞)接輸出,基極經30kΩ接vsig,集極接-5V偏壓。直流分析:VB≈0V(vsig直流=0),VE=VB+VEB=0+0.7=0.7V(PNP:VE=VB+0.7),IE=(5-0.7)/4kΩ=4.3/4000≈1.075mA,IC≈IE×β/(β+1)≈1.075×99/100≈1.064mA,re=VT/IC=25mV/1.064mA≈23.5Ω。輸出阻抗(看入射極端):向電晶體看入的阻抗=re+(Rs_base/β),其中Rs_base=30kΩ(vsig源阻抗為0時,基極看到30kΩ//∞≈30kΩ),折算到射極=(30000/100)=300Ω,再加re≈23.5Ω≈323Ω;此項再與射極電阻4kΩ並聯:Rout=(323)//(4000)≈300Ω。最接近值為300Ω。
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完整詳解
Pro · 無限重點 PNP射極隨耦器(共集極)電路,求輸出電阻Rout:先算直流偏壓求IC,再用re=VT/IC,最後Rout=(re+RB/β)//RE
PNP共集極輸出阻抗公式:Rout = [re + (Rs//RB)/β] // RE,關鍵在算出IC後得re=VT/IC≈25Ω,再合併各電阻。
逐選項分析
A✕
100Ω未正確計算re與基極電阻折算項,數值偏小不符合實際計算結果。
B✕
150Ω為中間值,可能忽略了射極電阻4kΩ並聯效應或折算電阻計算有誤。
C✕ 陷阱
200Ω是常見錯誤,可能在re計算正確但RB/β折算或射極電阻並聯處理有誤所致。
D✓ 正確
正確答案。詳細計算:圖中為PNP電晶體,+5V經4kΩ接射極,射極經耦合電容(∞)接輸出,基極經30kΩ接vsig,集極接-5V偏壓。直流分析:VB≈0V(vsig直流=0),VE=VB+VEB=0+0.7=0.7V(PNP:VE=VB+0.7),IE=(5-0.7)/4kΩ=4.3/4000≈1.075mA,IC≈IE×β/(β+1)≈1.075×99/100≈1.064mA,re=VT/IC=25mV/1.064mA≈23.5Ω。輸出阻抗(看入射極端):向電晶體看入的阻抗=re+(Rs_base/β),其中Rs_base=30kΩ(vsig源阻抗為0時,基極看到30kΩ//∞≈30kΩ),折算到射極=(30000/100)=300Ω,再加re≈23.5Ω≈323Ω;此項再與射極電阻4kΩ並聯:Rout=(323)//(4000)≈300Ω。最接近值為300Ω。
共集極(射極隨耦器)輸出阻抗計算步驟
| 步驟 | 公式/數值 | 說明 |
|---|
| ①直流偏壓 | VE=VB+VEB=0.7V | PNP:VE比VB高0.7V |
| ②靜態電流 | IE=(5-0.7)/4k≈1.075mA | 上方4kΩ為射極電阻 |
| ③re計算 | re=VT/IC=25m/1.064m≈23.5Ω | IC≈IE×β/(β+1) |
| ④看入射極阻抗 | re+(RB/β)=23.5+300=323Ω | RB=30kΩ, β=99≈100 |
| ⑤並聯射極電阻 | 323//4000≈300Ω | 輸出端接4kΩ射極電阻 |
本題陷阱在於:①PNP方向判斷VEB=0.7V而非VBE;②射極上方電阻4kΩ是偏壓電阻(決定IC),輸出耦合電容後才是負載;③輸出阻抗計算須將基極電阻30kΩ除以β折算到射極側,再加re,最後並聯負載4kΩ,漏掉任一步驟都會得到錯誤選項。