初考-電子工程電子學大意113 年第 23 題單選題
如圖所示之電路,若 NPN 電晶體 β=100、VBE=0.7 V ,下列敘述何者正確?
AIE=4.8 mA
BIB=0.2 mA
CVCE=3.2 V正確答案
DVCE=0.2 V
C正確答案
由 BE 迴路 KVL 解得 IB≈0.05mA、IC≈5mA、IE≈5.05mA;VC≈−5V、VE≈−8.18V,故 VCE≈3.2V,選 (C)。
為什麼答案是 C
VCE=VC−VE≈−5−(−8.18)≈3.2V,正確。
載入中…
完整詳解
Pro · 無限重點 由 BE 迴路 KVL 解得 $I_B\approx 0.05\,\text{mA}$、$I_C\approx 5\,\text{mA}$、$I_E\approx 5.05\,\text{mA}$;$V_C\approx -5\,\text{V}$、$V_E\approx -8.18\,\text{V}$,故 $V_{CE}\approx 3.2\,\text{V}$,選 (C)。
1. 讀圖:射極 → $R_E=500\,\Omega$ → $V_{EE}=-10.7\,\text{V}$;基極 → $R_B=150\,\text{k}\Omega$ → 地;集極 → $R_C=1\,\text{k}\Omega$ → 地。
2. 設 $I_B$ 由地經 $R_B$ 流入基極,則 $V_B = -I_B R_B$、$V_E = V_B - V_{BE}$。
3. 射極端:$V_E = V_{EE} + I_E R_E$,且 $I_E = (\beta+1)I_B = 101 I_B$。
4. 合併:$-150{,}000 I_B - 0.7 = -10.7 + 101\times 500\times I_B$ → $10 = 200{,}500 I_B$ → $I_B \approx 0.05\,\text{mA}$。
5. $I_C \approx 5\,\text{mA}$,$I_E \approx 5.05\,\text{mA}$。
6. $V_C = -I_C R_C \approx -5\,\text{V}$;$V_E \approx -10.7 + 5.05\times 0.5 \approx -8.18\,\text{V}$。
7. $V_{CE} = V_C - V_E \approx 3.2\,\text{V}$,故選 (C)。
逐選項分析
A✕
$I_E = (\beta+1)I_B \approx 101\times 0.05\,\text{mA} \approx 5.05\,\text{mA}$,並非 4.8 mA。
B✕
由 BE 迴路解得 $I_B \approx 0.05\,\text{mA}$,並非 0.2 mA。
C✓ 正確
$V_{CE} = V_C - V_E \approx -5-(-8.18) \approx 3.2\,\text{V}$,正確。
D✕
0.2 V 為飽和區 $V_{CE(\text{sat})}$,本題電晶體在主動區,不適用。
BJT 偏壓計算(射極接負電源 VEE)
| 項目 | 公式 / 數值 |
|---|
| BE 迴路 KVL | $0 - I_B R_B - V_{BE} - I_E R_E - V_{EE} = 0$ |
| 代入數值 | $-150k\cdot I_B - 0.7 - 101\cdot 500\cdot I_B + 10.7 = 0$ |
| 求 $I_B$ | $I_B = \dfrac{10}{150{,}000 + 50{,}500} \approx 0.05\,\text{mA}$ |
| $I_C$, $I_E$ | $I_C = 100 I_B \approx 5\,\text{mA}$;$I_E \approx 5.05\,\text{mA}$ |
| $V_C$, $V_E$ | $V_C = -I_C R_C \approx -5\,\text{V}$;$V_E = V_{EE}+I_E R_E \approx -10.7+2.525 \approx -8.18\,\text{V}$ |
| $V_{CE}$ | $V_{CE} = V_C - V_E \approx -5-(-8.18) \approx 3.18 \approx 3.2\,\text{V}$ |
射極接負電源的 BJT 電路,考選部最愛考你會不會正確列 KVL 方程式。關鍵在於:基極電流從接地端流入,使基極電壓為負;射極透過 RE 接到更負的 VEE,所以 VE 比 VB 還要低約 0.7V。正確列式應從地經 RB 到基極、再經 BE 接面到射極、最後經 RE 到 VEE,得出 IB 約 0.05mA。最大陷阱是把電流方向或電壓降極性寫反,會算出 IB 大四倍的錯誤答案。判斷準則:先確認各節點電位高低關係(地 > VB > VE > VEE),再依電流實際流向標示壓降正負號,這樣 KVL 等式才不會出錯。