鐵路人員考試高員三級-電子工程電子學大意109 年第 26 題單選題
圖中電晶體 Q1 之 β=100,VBE(on)=0.7 V,試求 Vo =?
A4.95 V正確答案
B3.95 V
C2.95 V
D1.95 V
A正確答案
NPN BJT共射極電路,先求基極偏壓與IB,再求IC,最後計算Vo = 5V - IC×0.1kΩ
為什麼答案是 A
正確答案。VB由左側10kΩ+10kΩ分壓得2.5V,VE = 2.5 - 0.7 = 1.8V,IC ≈ IE = 1.8/4k = 0.45mA,Vo = 5 - 0.45mA×0.1kΩ = 5 - 0.045 = 4.955V ≈ 4.95V
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完整詳解
Pro · 無限重點 NPN BJT共射極電路,先求基極偏壓與IB,再求IC,最後計算Vo = 5V - IC×0.1kΩ
分壓偏置:VB = 5×(10k/(10k+10k)) = 2.5V → VE = VB - 0.7 = 1.8V → IE ≈ IC = 1.8V/4kΩ = 0.45mA → Vo = 5 - 0.45×0.1 = 4.955V ≈ 4.95V
逐選項分析
A✓ 正確
正確答案。VB由左側10kΩ+10kΩ分壓得2.5V,VE = 2.5 - 0.7 = 1.8V,IC ≈ IE = 1.8/4k = 0.45mA,Vo = 5 - 0.45mA×0.1kΩ = 5 - 0.045 = 4.955V ≈ 4.95V
B✕
3.95V對應IC約1mA,即Vo=5-0.1×10mA,計算路徑錯誤,可能誤用VB直接當VE或誤算分壓,不符合本電路實際工作點
C✕
2.95V為題目圖中標示的參考值,但正解為4.95V。若考生誤以集極電阻4kΩ而非0.1kΩ計算壓降,或混淆Vo量測位置,易得此誤答
D✕ 陷阱
1.95V可能是誤將VE=1.8V直接當作Vo,或誤認Vo取自射極端,混淆集極與射極輸出節點,屬典型節點位置混淆陷阱
本題BJT工作點逐步計算
| 步驟 | 公式 | 數值 |
|---|
| ①基極電壓 | VB = 5×10k/(10k+10k) | 2.5 V |
| ②射極電壓 | VE = VB - VBE(on) | 2.5 - 0.7 = 1.8 V |
| ③射極電流 | IE = VE / RE = 1.8 / 4kΩ | 0.45 mA |
| ④集極電流 | IC ≈ IE(β>>1) | ≈ 0.45 mA |
| ⑤輸出電壓 | Vo = VCC - IC×RC = 5 - 0.45×0.1 | 4.955 ≈ 4.95 V |
圖中集極串聯的是 0.1kΩ(100Ω)小電阻,射極串聯的是 4kΩ 大電阻。考生容易將兩個電阻位置對調,誤用 4kΩ 計算集極壓降,造成 Vo 大幅偏低。務必看清電路圖中 Vo 標示節點在 0.1kΩ 下方(集極端),而非射極端。