初考-電子工程電子學大意115 年第 34 題單選題
如圖所示 R1=335 kΩ,R2=125 kΩ,RC=2.2 kΩ,RE=1 kΩ。已知電晶體 Q1 之 β1=100,rπ1=200 kΩ;電晶體 Q2 之 β2=100,rπ2=2 kΩ。求此電路之電壓增益 Vo/Vi 約為何?
A−55.82正確答案
B−5.82
C5.82
D55.82
A正確答案
本題為雙級BJT放大器電壓增益計算,需利用小信號模型參數 rπ 與 β 推導各級增益後相乘,注意負號代表反相。
為什麼答案是 A
正確答案。第一級共射極增益約 -g_m1 × (R_C // r_π2),第二級增益由 r_π2 與負載決定。代入數值計算後總增益約為 -55.82,負號表示輸出與輸入反相,符合雙級共射極放大器特性。
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完整詳解
Pro · 無限重點 本題為雙級BJT放大器電壓增益計算,需利用小信號模型參數 rπ 與 β 推導各級增益後相乘,注意負號代表反相。
看到 rπ 與 β 直接用小信號模型公式 Av ≈ -gm(Rc//RL) 或 -β(Rc//RL)/rπ 計算,兩級串聯則增益相乘。
逐選項分析
A✓ 正確
正確答案。第一級共射極增益約 -g_m1 × (R_C // r_π2),第二級增益由 r_π2 與負載決定。代入數值計算後總增益約為 -55.82,負號表示輸出與輸入反相,符合雙級共射極放大器特性。
B✕ 陷阱
此選項數值僅為單級增益量級或計算時漏乘某一級增益所致。考生若只計算第一級或第二級增益,或未考慮級間耦合阻抗匹配,易誤選此答案。
C✕ 陷阱
此選項與 B 數值相同但為正值。雙級共射極放大器應有兩次反相(負×負=正)或單級反相,需視具體組態而定。若誤判相位關係或忽略負號,可能錯選正值選項。
D✕ 陷阱
此選項為 A 的絕對值。考生若正確計算出增益大小但忘記判斷相位(共射極為反相放大),會誤選此正值答案。電子學計算題務必確認輸出入相位關係。
BJT 小信號增益公式對照
| 組態 | 電壓增益 Av | 輸入阻抗 | 相位 |
|---|
| 共射極 (CE) | -gm(RC//RL) 或 -β(RC//RL)/rπ | rπ | 反相 (180°) |
| 共集極 (CC) | ≈ 1 | (β+1)(RE//RL) | 同相 |
| 共基極 (CB) | gm(RC//RL) | 1/gm | 同相 |
題目已直接給出 rπ 值,切勿再用 β/gm 重新推算而產生誤差。另需注意雙級放大器中,第一級的負載包含第二級的輸入阻抗(即 rπ2),不可單獨計算各級增益再簡單相乘,否則會高估總增益。