原住民族五等考試-電子工程電子學大意104 年第 6 題單選題
當一虛擬(pseudo)NMOS 反相器的輸出為低準位電壓時,其中的 NMOS 和 PMOS 的操作區域分別為何?
A三極體區、三極體區
B三極體區、飽和區正確答案
C飽和區、三極體區
D截止區、三極體區
B正確答案
虛擬 NMOS 反相器輸出低電位時,NMOS 拉低→進入三極體區;PMOS 接地永遠導通且通常在飽和區當負載。
為什麼答案是 B
輸出低電位時:NMOS 輸入為高,強導通且 VDS 很小→三極體區;PMOS 閘極接地當作固定電流源負載→飽和區。此為虛擬 NMOS 反相器的標準分析結論。
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完整詳解
Pro · 無限重點 虛擬 NMOS 反相器輸出低電位時,NMOS 拉低→進入三極體區;PMOS 接地永遠導通且通常在飽和區當負載。
關鍵字:PMOS 閘極接地永遠 ON 當負載(飽和區);輸出低→NMOS 強導通(三極體區)。
逐選項分析
A✕
PMOS 在虛擬 NMOS 架構中閘極接地,作為電流源負載,通常操作於飽和區而非三極體區。
B✓ 正確
輸出低電位時:NMOS 輸入為高,強導通且 VDS 很小→三極體區;PMOS 閘極接地當作固定電流源負載→飽和區。此為虛擬 NMOS 反相器的標準分析結論。
C✕ 陷阱
順序顛倒。常見陷阱:把 NMOS 與 PMOS 的操作區互換。輸出低→NMOS 才是三極體區(而非飽和),PMOS 才是飽和區(當負載)。
D✕
輸出低表示 NMOS 正在拉電流到地,必定導通,不可能是截止區。截止區對應輸入為低的情境。
虛擬 NMOS 反相器操作區對照
| 輸入/輸出 | NMOS 狀態 | PMOS 狀態 | 說明 |
|---|
| 輸入高 / 輸出低 | 三極體區 | 飽和區 | NMOS 強導通拉低,PMOS 當定電流負載 |
| 輸入低 / 輸出高 | 截止區 | 三極體區 | NMOS 關閉,PMOS 將輸出拉到 VDD |
最容易把 NMOS 和 PMOS 的操作區互換(選 C)。記憶訣竅:誰在「用力拉訊號」誰就在三極體區(VDS 小);誰當「負載電流源」誰就在飽和區。輸出低時是 NMOS 在拉低,所以 NMOS→三極體區。