初考-電子工程電子學大意108 年第 29 題單選題
如圖為共源極放大電路及其 MOS 電晶體的轉換特性與輸出負載線關係,假設 $R_{G} >> 2 \, k\Omega$ ,該放大電路的小信號電壓增益絕對值為何?
C正確答案
共源極放大電路小信號電壓增益 |Av|=gm×RD,由轉換特性曲線斜率求 gm。
為什麼答案是 C
共源極小信號增益 |Av|=gm·RD。由轉換特性曲線在 Q 點之斜率讀取 gm,再由輸出負載線斜率讀取 RD,兩者相乘 |Av|=gm×RD=12,為正解。
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完整詳解
Pro · 無限重點 共源極放大電路小信號電壓增益 |Av|=gm×RD,由轉換特性曲線斜率求 gm。
|Av| = gm × RD,gm 由 ID-VGS 曲線在工作點的斜率讀出,再乘上汲極負載電阻即可。
逐選項分析
A✕
30 過大,可能誤把負載線斜率或其他參數當成 gm×RD 計算,忽略實際工作點斜率。
B✕ 陷阱
18 為常見誘答,可能將 gm 讀錯(例如取曲線較陡段斜率)或 RD 取錯值導致。
C✓ 正確
共源極小信號增益 |Av|=gm·RD。由轉換特性曲線在 Q 點之斜率讀取 gm,再由輸出負載線斜率讀取 RD,兩者相乘 |Av|=gm×RD=12,為正解。
D✕
6 過小,可能誤把 gm 或 RD 取一半,或誤用源極有 RS 未旁路的情況 Av=gm·RD/(1+gm·RS)。
MOSFET 三種組態小信號增益
| 組態 | 電壓增益 |Av| | 輸入阻抗 | 特性 |
|---|
| 共源極 CS | gm·RD | 高 | 反相、高增益(放大用) |
| 共汲極 CD | ≈1 (<1) | 高 | 源極隨耦器、緩衝 |
| 共閘極 CG | gm·RD | 低 | 同相、高頻用 |
易把「轉換特性曲線斜率」與「負載線斜率」搞混。gm 來自 ID-VGS 轉換特性曲線在 Q 點的切線斜率;而負載線斜率為 -1/RD。兩者不可混用,否則增益會算錯倍數。