鐵路人員考試高員三級-電子工程電子學大意109 年第 25 題單選題
圖中電晶體 M1 之 μnCox(W/L)=0.5 mA/V2，臨界電壓 VT=0.8 V，若忽略通道調變效應，下列敘述何者錯誤？
AVo1=1 V
BM1 操作在線性區（Linear region）正確答案
CVgs1=2.8 V
D若 M1 之（W/L）增加兩倍，Vo1 之電壓維持不變
B正確答案
MOSFET共源極電路，電流源1mA決定汲極電流，由此反推Vgs與Vo1，判斷工作區域（飽和vs線性）。
為什麼答案是 B
M1的閘極接地(0V)，源極接1mA電流源至-5V。由ID=½×0.5×(Vgs-0.8)²=1mA，解得Vgs-0.8=2，Vgs=2.8V，故VS=VG-Vgs=0-2.8=-2.8V。VD=Vo1=1V，VDS=VD-VS=1-(-2.8)=3.8V；飽和區條件VDS≥Vgs-VT=2V，3.8V≥2V，M1操作在飽和區（Saturation），非線性區，此敘述錯誤，為本題應選答案。
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完整詳解
Pro · 無限重點 MOSFET共源極電路，電流源1mA決定汲極電流，由此反推Vgs與Vo1，判斷工作區域（飽和vs線性）。
電流源強制ID=1mA，用ID=½μnCox(W/L)(Vgs-VT)²解Vgs，再由Vgs算Vs，進而求Vo1=VD=5V-ID×4kΩ=1V；驗證VDS vs VDS(sat)判斷工作區。
逐選項分析
A✕
由圖：5V電源經4kΩ接M1汲極，電流源1mA流過M1。Vo1=VD=5V−(1mA×4kΩ)=5V−4V=1V，敘述正確。
B✓ 正確
M1的閘極接地(0V)，源極接1mA電流源至-5V。由ID=½×0.5×(Vgs-0.8)²=1mA，解得Vgs-0.8=2，Vgs=2.8V，故VS=VG-Vgs=0-2.8=-2.8V。VD=Vo1=1V，VDS=VD-VS=1-(-2.8)=3.8V；飽和區條件VDS≥Vgs-VT=2V，3.8V≥2V，M1操作在飽和區（Saturation），非線性區，此敘述錯誤，為本題應選答案。
C✕
由ID=½×0.5mA/V²×(Vgs-0.8)²=1mA，得(Vgs-0.8)²=4，Vgs-0.8=2(取正值)，Vgs=2.8V，敘述正確。
D✕
電流源固定ID=1mA，與M1的W/L無關；Vo1=5V−1mA×4kΩ=1V，W/L加倍不改變ID，故Vo1仍為1V，敘述正確。
MOSFET工作區判斷條件（N通道增強型）
| 工作區 | 條件 | 電流公式 |
|---|
| 截止區 | Vgs < VT | ID = 0 |
| 飽和區(主動區) | Vgs ≥ VT 且 VDS ≥ Vgs−VT | ID = ½μnCox(W/L)(Vgs−VT)² |
| 線性區(三極管區) | Vgs ≥ VT 且 VDS < Vgs−VT | ID = μnCox(W/L)[(Vgs−VT)VDS − VDS²/2] |
「線性區」在MOSFET中指VDS較小的三極管區，容易與BJT的「線性（主動）放大區」混淆。本題M1的VDS=3.8V遠大於Vgs−VT=2V，明確工作在飽和區。考生常誤以為電路有電阻負載、電流固定就是線性區，實為陷阱。 
