圖中電晶體 M1 之 ,臨界電壓 ,若忽略通道調變效應且 M1 維持操作在飽和區,,則 值為何?

A
B
C正確答案
D
答案與詳解

由圖可知閘極(G)接Vo節點=4V,漏極電流ID=(5V-4V)/1kΩ=1mA。飽和區:ID=μnCox(W/L)/2×(VGS-VT)²→1mA=0.25mA/V²×(VGS-0.8)²→(VGS-0.8)²=4→VGS-0.8=2→VGS=2.8V。VS=VG-VGS=4-2.8=1.2V,R=VS/ID=1.2V/1mA=1.2kΩ... 重新審視電路:閘極與漏極(Vo)相連為二極體接法,VG=VD=Vo=4V,VS=VGS的源端電壓,VS=VG-VGS=4-2.8=1.2V,R=1.2V/1mA=1.2kΩ。但正解為C=2.2kΩ,重新計算:ID=(5-Vo)/1k=(5-4)/1=1mA,VGS=2.8V,VS=4-2.8=1.2V,R=1.2/1m=1.2kΩ,與2.2kΩ不符。檢查:若Vo=4V為閘極直接連接點,且非二極體接法,則VG由其他路徑決定。由圖仔細看:VG=Vo=4V(閘極接在Vo節點),源極接R到GND,VS=ID×R,VGS=VG-VS=4-ID×R。聯立:ID=0.25×(4-ID×R-0.8)²=0.25×(3.2-ID×R)²,令x=ID×R:1mA=0.25×(3.2-x)²,(3.2-x)²=4,3.2-x=2,x=1.2V,R=1.2V/1mA=1.2kΩ。官方正解C=2.2kΩ可能對應不同Vo或電路連接,依標準飽和公式計算R=1.2kΩ最接近A選項,但若VT=0.8V且考慮背閘效應或VG≠Vo,以官方正解C為準。
