初考-電子工程電子學大意104 年第 30 題單選題

如圖之差動對電路，電晶體之 $g_{m} = 4$ mA/V， $V_{t} = 0.5$ V， $R_{L} = 10$ k $Ω$ ， $R_{D} = 5$ k $Ω$ ， $R_{S} = 0.25$ k $Ω$ ， $I = 0.8$ mA， $V_{D D} = - V_{S S} = 5$ V，求使電晶體維持工作於飽和模式之共模輸入電壓之最大值 $V_{C M ma x}$ 為何？

A2.5 V

B3 V

C3.5 V正確答案

D5 V

答案與詳解

正確答案

差動對電路求最大共模輸入電壓，關鍵在確保電晶體維持飽和：VCMmax使得汲極電壓剛好等於閘極電壓減去Vt。

正確答案3.5V。推導：ID=I/2=0.4mA；VD=VDD−ID×RD=5−0.4×5=3V；飽和條件VD=VG−Vt→VG=VD+Vt=3+0.5=3.5V，即VCMmax=3.5V。

考點：共模電壓偏低考點：混淆VD與VCMmax考點：MOSFET飽和邊界考點：忽略飽和限制

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如圖之差動對電路，電晶體之 gm​=4 mA/V，Vt​=0.5 V，RL​=10 kΩ，RD​=5 kΩ，RS​=0.25 kΩ，I=0.8 mA，VDD​=−VSS​=5 V，求使電晶體維持工作於飽和模式之共模輸入電壓之最大值 VCMmax​ 為何？