鐵路人員考試高員三級-電子工程電子學大意105 年第 16 題單選題
如圖電路為一共源放大器的簡圖,若電晶體之 gm=0.5 mA/V,VA=∞,RD=5 kΩ,則此放大器的電壓增益 ∣Av∣ 為:
C正確答案
共源極放大器在源極交流接地時,其電壓增益絕對值公式為 gm × RD,直接代入數值即可得解。
為什麼答案是 C
因源極有旁路電容 CS,交流小信號分析時源極接地。且 VA=∞ 代表 ro=∞,電壓增益 Av = -gm × RD = -2.5 V/V,絕對值為 2.5 V/V。
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完整詳解
Pro · 無限重點 共源極放大器在源極交流接地時,其電壓增益絕對值公式為 gm × RD,直接代入數值即可得解。
源極有旁路電容交流接地,直接代入增益絕對值公式:|Av| = gm × RD = 0.5mA/V × 5kΩ = 2.5 V/V。
逐選項分析
A✕ 陷阱
若忽略了旁路電容 CS,源極交流阻抗為無限大(理想電流源),此時增益才會趨近於0。但本題有 CS,故增益不為0。
B✕
計算結果為 2.5 V/V,並非 2 V/V。
C✓ 正確
因源極有旁路電容 CS,交流小信號分析時源極接地。且 VA=∞ 代表 ro=∞,電壓增益 Av = -gm × RD = -2.5 V/V,絕對值為 2.5 V/V。
D✕
放大器增益受限於轉導 gm 與負載電阻 RD,為一有限數值,不可能為無限大。
MOSFET 基本放大器組態特性比較
| 組態 | 電壓增益 (Av) | 輸入電阻 (Rin) | 輸出電阻 (Rout) |
|---|
| 共源極 (CS) | 高 (-gm*RD) | 無限大 (∞) | 中等 (RD) |
| 共閘極 (CG) | 高 (+gm*RD) | 低 (1/gm) | 中等 (RD) |
| 共汲極 (CD / 源極隨耦器) | 小於且接近 1 | 無限大 (∞) | 低 (1/gm) |
考生容易忽略電路圖中的源極旁路電容 (CS)。在交流小信號分析中,大電容視為短路,使源極直接交流接地,從而消除電流源帶來的源極退化效應。若未注意此點,可能會誤以為源極有極大阻抗而選錯答案。