鐵路人員考試高員三級-電子工程電子學大意106 年第 36 題單選題
如圖變壓器交連電晶體放大器,若電晶體 Q 的電流增益為 β=100,Is=10 mA,熱電壓(thermal voltage)VT=25 mV,圈數比 n=10;試求由負載端 RL 側看入的輸出阻抗 Ro 約為多少?
A250 mΩ
B25 mΩ正確答案
C2.5 mΩ
D0.25 mΩ
B正確答案
變壓器交連電晶體放大器,由射極跟隨器輸出阻抗經變壓器圈數比n²折算到次級側,再除以n²得輸出阻抗約25 mΩ。
為什麼答案是 B
正確答案。gm=Is/VT=10mA/25mV=0.4A/V;射極輸出阻抗≈1/gm=2.5Ω;經變壓器n:1(n=10)折算到次級側:Ro=(1/gm)/n²=2.5/100=0.025Ω=25mΩ。
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完整詳解
Pro · 無限重點 變壓器交連電晶體放大器,由射極跟隨器輸出阻抗經變壓器圈數比n²折算到次級側,再除以n²得輸出阻抗約25 mΩ。
射極輸出阻抗≈1/gm;gm=Is/VT=10mA/25mV=400mA/V;1/gm=2.5Ω;變壓器折算到次級側:Ro=(1/gm)/n²=2.5/100=25mΩ。
逐選項分析
A✕ 陷阱
250mΩ = 2.5Ω/10,誤用除以n(=10)而非n²(=100),圈數比折算應除以n²,此為常見錯誤。
B✓ 正確
正確答案。gm=Is/VT=10mA/25mV=0.4A/V;射極輸出阻抗≈1/gm=2.5Ω;經變壓器n:1(n=10)折算到次級側:Ro=(1/gm)/n²=2.5/100=0.025Ω=25mΩ。
C✕ 陷阱
2.5mΩ 誤將1/gm再多除一個n,相當於除以n³=1000,計算步驟有誤。
D✕
0.25mΩ 數量級差距過大,約為正確答案再除以100,不符合任何合理的折算邏輯。
變壓器交連放大器輸出阻抗計算步驟
| 步驟 | 公式 | 數值 |
|---|
| 求跨導gm | gm = Is / VT | 10mA / 25mV = 0.4 A/V |
| 求射極側輸出阻抗 | Ro_emitter ≈ 1/gm | 1/0.4 = 2.5 Ω |
| 變壓器折算(n:1)到次級側 | Ro = Ro_emitter / n² | 2.5 / 10² = 2.5/100 = 25 mΩ |
最常見陷阱:變壓器阻抗折算時混淆「除以n」與「除以n²」。電壓比為n:1(初級÷次級=n),電流比為1:n,但阻抗比為n²:1。本題初級側阻抗2.5Ω折算到次級側需除以n²=100,得25mΩ;若誤除以n=10則得250mΩ,即選項A陷阱。