初考-電子工程電子學大意108 年第 36 題單選題
在放大器電路中,試問 C1 和 C2 耦合(coupling)電容會衰減放大器頻率響應的哪一頻段?
B正確答案
耦合電容C1、C2在低頻時阻抗變大,會阻隔低頻訊號,導致低頻段增益下降。
為什麼答案是 B
低頻時Xc=1/(2πfC)變大,C1和C2形成較大串聯阻抗,分壓效應使輸出電壓下降,造成低頻段增益衰減,這也是放大器低頻截止頻率的由來。
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完整詳解
Pro · 無限重點 耦合電容C1、C2在低頻時阻抗變大,會阻隔低頻訊號,導致低頻段增益下降。
電容阻抗 Xc=1/(2πfC),頻率越低阻抗越大→耦合電容阻隔低頻→衰減低頻段。
逐選項分析
A✕
中頻段時耦合電容阻抗極小,視同短路,對中頻增益幾乎無影響,不會衰減中頻段。
B✓ 正確
低頻時Xc=1/(2πfC)變大,C1和C2形成較大串聯阻抗,分壓效應使輸出電壓下降,造成低頻段增益衰減,這也是放大器低頻截止頻率的由來。
C✕ 陷阱
高頻段衰減主要由電晶體內部寄生電容(如Cbe、Cce)引起,與耦合電容C1、C2無關;高頻時耦合電容阻抗更小,反而更不影響高頻。
D✕
耦合電容確實對低頻有影響,「沒有影響」敘述錯誤;耦合電容決定放大器的下截止頻率fL。
放大器頻率響應三頻段與影響元件對照
| 頻段 | 影響原因 | 相關元件 | 效果 |
|---|
| 低頻段 | 耦合/旁路電容阻抗增大 | C1、C2(耦合電容)、CE(旁路電容) | 增益下降,決定下截止頻率fL |
| 中頻段 | 電容視同短路/開路 | 無明顯影響 | 增益最大(最大平坦區) |
| 高頻段 | 寄生電容阻抗減小 | 電晶體內部Cbe、Cce | 增益下降,決定上截止頻率fH |
常見錯誤是選C(高頻段),直覺認為「電容讓高頻通過」就誤以為高頻會被衰減。實際上耦合電容頻率高時阻抗趨近零,訊號順利通過;頻率低時阻抗大才會衰減。高頻衰減是由電晶體內部寄生電容造成,兩者機制完全不同。