初考-電子工程電子學大意110 年第 6 題單選題
在共源極(common source)放大器中,若 FET 的 VGS 未達臨界電壓,則汲極端的電壓為:
B正確答案
FET 未達臨界電壓即為截止狀態,無汲極電流流過 RD,汲極電壓等於電源電壓 VDD。
為什麼答案是 B
VGS 未達臨界電壓 Vth,FET 處於截止區,ID=0,RD 上無壓降,故 VD = VDD − ID·RD = VDD。
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完整詳解
Pro · 無限重點 FET 未達臨界電壓即為截止狀態,無汲極電流流過 RD,汲極電壓等於電源電壓 VDD。
截止→ID=0→RD 上無壓降→VD=VDD,秒選 B。
逐選項分析
A✕ 陷阱
0V 是 FET 完全導通(飽和至極)時才可能接近的情況,截止時汲極沒有電流,不會被拉到 0V。
B✓ 正確
VGS 未達臨界電壓 Vth,FET 處於截止區,ID=0,RD 上無壓降,故 VD = VDD − ID·RD = VDD。
C✕
電壓不可能為無限大,電源只提供 VDD,這是基本電路常識即可排除。
D✕
VGS 是閘極對源極電壓,與汲極電壓 VD 在共源極組態下無直接相等關係,屬名詞誤導。
共源極 FET 三區工作狀態
| 工作區 | VGS 條件 | ID | 汲極電壓 VD |
|---|
| 截止區 | VGS < Vth | 0 | VDD(本題) |
| 飽和區(放大) | VGS > Vth 且 VDS ≥ VGS−Vth | 定電流 | VDD − ID·RD |
| 三極管區(歐姆) | VGS > Vth 且 VDS < VGS−Vth | 隨 VDS 變 | 接近 0V |
共源極組態最常考「截止時汲極電壓」這個反直覺現象。關鍵判斷:未達臨界電壓→無汲極電流→RD 上無壓降→汲極直接等於 VDD。考生常誤以為「沒導通就沒電壓」而選接近 0V,但實際上截止時汲極反而最高。記住共源極的反相特性:閘極低(截止)汲極高,閘極高(深飽和)汲極才低。判別訣竅:看有無電流→有電流才有壓降→無電流則該點電位由電源端決定。