初考-電子工程電子學大意108 年第 1 題單選題
一幾何比 W/L 固定的場效電晶體(FET)工作於飽和區,當過驅電壓 VOV(Overdrive Voltage)變為原來的 2 倍,則轉導 gm(Transconductance)將變為原來的:
B正確答案
MOSFET 飽和區轉導公式為 gm = k'(W/L)Vov。在 W/L 固定下,gm 與 Vov 成正比,因此 Vov 變 2 倍,gm 也變 2 倍。
為什麼答案是 B
在幾何比 W/L 固定的情況下,轉導 gm = k'(W/L)Vov。因為 k' 與 W/L 皆為常數,gm 與 Vov 成完全正比。Vov 變為 2 倍,gm 即變為 2 倍。
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完整詳解
Pro · 無限重點 MOSFET 飽和區轉導公式為 gm = k'(W/L)Vov。在 W/L 固定下,gm 與 Vov 成正比,因此 Vov 變 2 倍,gm 也變 2 倍。
看到「W/L 固定」且問「gm 與 Vov 關係」,秒想公式 gm ∝ Vov,兩者為一次方正比關係,直接選 2 倍。
逐選項分析
A✕
若 gm 不變(1倍),代表 gm 與 Vov 無關,但根據公式 gm = k'(W/L)Vov,兩者具備正比關係,故此選項錯誤。
B✓ 正確
在幾何比 W/L 固定的情況下,轉導 gm = k'(W/L)Vov。因為 k' 與 W/L 皆為常數,gm 與 Vov 成完全正比。Vov 變為 2 倍,gm 即變為 2 倍。
C✕ 陷阱
這是最常見的陷阱!如果題目問的是「汲極電流 ID」,因為 ID = (1/2)k'(W/L)Vov²,ID 與 Vov 的平方成正比,此時答案才會是 4 倍。
D✕
8 倍對應的是三次方關係,在 MOSFET 的基本直流分析公式中,並沒有參數與 Vov 呈三次方正比關係。
MOSFET 飽和區轉導 (gm) 三大公式比較
| 公式型態 | 核心變數關係 | 適用題型 (固定條件) |
|---|
| gm = k'(W/L)Vov | gm ∝ Vov | 已知 W/L 固定,探討 Vov 變化時 |
| gm = √(2k'(W/L)ID) | gm ∝ √ID | 已知 W/L 固定,探討 ID 變化時 |
| gm = 2ID / Vov | gm ∝ ID / Vov | 已知 ID 固定,探討 Vov 變化時 |
國考電子學極愛考 Vov 變化對各參數的影響。考生常把「轉導 gm」跟「汲極電流 ID」的公式搞混。記住:電流 ID 有平方 (Vov²),轉導 gm 是電流對電壓的微分,次方降一階,所以只有一次方 (Vov)。