鐵路人員考試高員三級-電子工程電子學大意108 年第 27 題單選題
圖中電晶體操作在主動區(active region),β=99,gm=10 mA/V。直流偏壓為 VB,交流輸入信號為 vs,輸出信號為 vo。下列敘述何者正確?
A屬共射級(common emitter)放大器
B為同相放大器正確答案
C∣vo/vs∣=100
D輸入阻抗<10 kΩ
B正確答案
圖示為共基極(Common Base)放大器,輸出與輸入同相,電壓增益=gm×RC=100,輸入阻抗=1/gm=100Ω。
為什麼答案是 B
共基極放大器的輸出與輸入同相(非反相)。射極電流增加→集極電流增加→集極端電壓上升,故vo與vs同相位。共射極才是反相放大器。正解為B。
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完整詳解
Pro · 無限重點 圖示為共基極(Common Base)放大器,輸出與輸入同相,電壓增益=gm×RC=100,輸入阻抗=1/gm=100Ω。
看圖:基極接直流偏壓VB(交流接地),輸入從射極進、輸出從集極出→共基極組態。共基極特性:同相、增益=gm×RC、輸入阻抗極低(1/gm)。
逐選項分析
A✕ 陷阱
圖中基極連接直流偏壓VB(對交流為地),輸入信號vs從射極注入,輸出vo從集極端取出,這是共基極(Common Base)組態,而非共射極(Common Emitter)。共射極應是信號從基極輸入、集極輸出。
B✓ 正確
共基極放大器的輸出與輸入同相(非反相)。射極電流增加→集極電流增加→集極端電壓上升,故vo與vs同相位。共射極才是反相放大器。正解為B。
C✕ 陷阱
共基極電壓增益Av = gm × RC = 10mA/V × 10kΩ = 100,|vo/vs|=100 數值看似正確。但需注意輸入阻抗為1/gm=100Ω,vs需經射極阻抗分壓,若考量信號源內阻則增益不等於100;若題目預設vs直接加在射極上(忽略源阻抗),則數值成立。然而實際上共基極的輸入阻抗很低,本選項忽略了分壓效應,嚴格來說不完全正確,且B選項更明確正確,故C非最佳答案。
D✕
共基極放大器輸入阻抗 Rin = 1/gm = 1/(10mA/V) = 100Ω,確實遠小於10kΩ。但選項D說「輸入阻抗 < 10kΩ」敘述雖然數值上為真,卻是極度保守的描述(實際是100Ω),容易誤導。選項敘述本身技術上無誤但不精確,且相比B選項(同相放大器)並非「最正確」的描述。
BJT 三種組態比較
| 組態 | 輸入端 | 輸出端 | 相位關係 | 電壓增益 | 輸入阻抗 |
|---|
| 共射極 CE | 基極 | 集極 | 反相(180°) | gm×RC(高) | 中等(rπ=β/gm) |
| 共基極 CB | 射極 | 集極 | 同相(0°) | gm×RC(高) | 極低(1/gm) |
| 共集極 CC | 基極 | 射極 | 同相(0°) | ≈1(低) | 極高 |
圖中NPN電晶體基極接直流偏壓VB(交流視為地),射極接輸入vs,集極接輸出vo,這是標準共基極組態。考生常因「習慣看到NPN就想到共射極」而誤選A。選項C的增益數值100計算正確,但共基極為同相放大(選B)是更根本的特性描述,且C隱含忽略源阻抗的假設。