初考-電子工程電子學大意105 年第 28 題單選題
共源極放大器之低頻 3-dB 頻率,通常以下列何種電容為主要考慮因素?
A輸入端耦合電容
B輸出端耦合電容
C源極旁路電容正確答案
D電晶體內部電容
C正確答案
共源極放大器低頻 3-dB 由源極旁路電容 Cs 主導,因 Cs 所見電阻最小、產生的極點頻率最高。
為什麼答案是 C
源極旁路電容 Cs 所見電阻為 Rs∥(1/gm),因 1/gm 通常很小(幾十~幾百 Ω),時間常數最小、極點頻率最高,**最接近通帶**,故主導低頻 3-dB。
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完整詳解
Pro · 無限重點 共源極放大器低頻 3-dB 由源極旁路電容 Cs 主導,因 Cs 所見電阻最小、產生的極點頻率最高。
低頻極點看『誰的時間常數最小』→ 時間常數 τ=RC 中,Cs 所見 R 最小(含 1/gm),f=1/(2πRC) 最大,主導低頻 3-dB。
逐選項分析
A✕ 陷阱
輸入端耦合電容 C1 所見電阻為 Rs+Rin,Rin 通常很大(MOSFET 閘極接地電阻),時間常數大 → 極點頻率低,不是主導低頻 3-dB 的關鍵。
B✕
輸出端耦合電容 C2 所見電阻為 RD+RL,一般為數 kΩ,時間常數也偏大,產生的極點頻率較低,非低頻 3-dB 的主導因素。
C✓ 正確
源極旁路電容 Cs 所見電阻為 Rs∥(1/gm),因 1/gm 通常很小(幾十~幾百 Ω),時間常數最小、極點頻率最高,**最接近通帶**,故主導低頻 3-dB。
D✕ 陷阱
電晶體內部電容(Cgs、Cgd)是**高頻**響應的主角(米勒效應),與低頻 3-dB 無關。時間混淆陷阱!
共源極三個低頻電容極點比較
| 電容 | 所見電阻 | 時間常數 | 極點頻率 |
|---|
| 輸入耦合 C1 | Rs + Rin(大) | 大 | 低 |
| 輸出耦合 C2 | RD + RL(中) | 中 | 中 |
| 源極旁路 Cs | Rs ∥ (1/gm)(最小) | 最小 | 最高(主導) |
共源極放大器低頻響應由三顆電容分別產生三個極點,判斷哪個極點最接近通帶下緣的關鍵在於「極點頻率 = 1/(2πRC)」。源極旁路電容 Cs 兩端看到的等效電阻最小(僅 1/gm 串聯小電阻),因此產生的極點頻率最高,成為低頻 3-dB 頻率的主導者。許多人直覺以為「低頻看最低頻率」而誤選輸入或輸出耦合極點,但實際上越靠近通帶(頻率越高)的極點才是決定截止點的關鍵。記住:低頻端看頻率最高的極點,高頻端反而看頻率最低的極點,兩者判斷邏輯相反。內部電容則只影響高頻響應,與低頻無關。